I ricercatori della Harvard Medical School del Massachusetts General Hospital hanno identificato la “firma” proteica dell’infezione grave da Covid-19, e la descrivono in un nuovo studio pubblicato su Cell Reports Medicine.
“Eravamo interessati a chiederci se potevamo identificare meccanismi che potessero contribuire alla morte nel Covid-19”, ha dichiarato Marcia Goldberg, professore di medicina alla Mass General e autore senior dello studio.
“In altre parole, perché alcuni pazienti muoiono a causa di questa malattia, mentre altri, che sembrano essere altrettanto malati, sopravvivono?”, ha detto.
Nel marzo 2020, quando i primi pazienti con sintomi di Covid-19 hanno iniziato ad arrivare al pronto soccorso di Mass General, il suo collega Michal Filbin e professore di medicina d’emergenza alla Mass General e autore principale dello studio, l’ha contattata.
Filbin e Goldberg avevano precedentemente iniziato a collaborare con Nir Hacohen, professore di medicina alla Mass General, per sviluppare metodi per studiare le risposte immunitarie umane alle infezioni, che avevano applicato alla sepsi batterica.
I tre hanno convenuto di affrontare questo nuovo problema con l’obiettivo di capire come il sistema immunitario umano risponde alla SARS-CoV-2, l’agente patogeno che causa il Covid-19.
Per intraprendere lo studio, il team di Mass General ha utilizzato la proteomica, l’analisi dell’intera composizione proteica, o proteoma, di una cellula, tessuto o organismo.
In questo caso, l’analisi proteomica è stata utilizzata per studiare campioni di sangue prelevati da pazienti che arrivano al pronto soccorso dell’ospedale con sintomi respiratori coerenti con il Covid-19.
La raccolta di questi campioni ha richiesto un ampio team di collaboratori di molti reparti, che hanno lavorato straordinari per cinque settimane per raccogliere campioni di sangue da 306 pazienti che sono risultati positivi al Covid-19, nonché da 78 pazienti con sintomi simili che sono risultati negativi.
Successivamente, Arnav Mehta, compagno clinico hms in medicina presso il Brigham and Women’s Hospital, è stato portato a bordo per supervisionare l’interpretazione dei dati complessi prodotti dall’analisi proteomica. Mehta è anche un ricercatore nel laboratorio di Hacohen, e i due erano da tempo interessati a usare l’analisi proteomica del sangue come alternativa alle biopsie.
“Ci siamo chiesti cosa possiamo imparare su ciò che sta accadendo nel corpo, semplicemente guardando le firme proteiche nel sangue”, ha detto Mehta.
Lo studio ha scoperto che la maggior parte dei pazienti con Covid-19 ha una firma proteica coerente, indipendentemente dalla gravità della malattia. Come ci si aspetterebbe, i loro corpi montano una risposta immunitaria producendo proteine che attaccano il virus.
“Ma abbiamo anche trovato un piccolo sottoinsieme di pazienti con la malattia che non hanno dimostrato la risposta pro-infiammatoria tipica di altri pazienti Covid-19”, ha detto Filbin. Eppure questi pazienti avevano la stesso probabilità di altri di avere gravi malattie.
Filbin ha osservato che i pazienti in questo sottoinsieme tendevano ad essere persone anziane con malattie croniche, che probabilmente avevano indebolito il sistema immunitario.
Il passo successivo è stato quello di confrontare le firme proteiche dei pazienti con malattia grave, definite come coloro che avevano richiesto l’intubazione o erano morti entro 28 giorni dal ricovero in ospedale, con pazienti con casi meno gravi di Covid-19.
Il confronto ha permesso ai ricercatori di identificare più di 250 proteine “associate alla gravità”.
Era importante notare, ha detto Mehta, che il sangue è stato prelevato dai pazienti tre volte: al momento dell’iscrizione, poi tre e sette giorni dopo.
“Questo ci ha permesso di guardare alla traiettoria della malattia”, ha detto Mehta.
Tra le altre rivelazioni, è stato anche dimostrato che la proteina associata alla gravità più diffusa, una proteina pro-infiammatoria chiamata interleuchina-6, o IL-6, è aumentata costantemente nei pazienti che sono morti, mentre è aumentata e poi è diminuita in quelli con gravi malattie che sono sopravvissuti.
I primi tentativi di altri gruppi di trattare pazienti con Covid-19 che hanno sperimentato un disagio respiratorio acuto con farmaci che bloccano IL-6 sono stati deludenti, anche se studi più recenti mostrano promesse nel combinare questi farmaci con lo steroide desametasone.
Tuttavia, Hacohen ha osservato che molte delle altre proteine associate alla gravità identificate sono probabilmente importanti per capire perché solo una parte delle persone con Covid-19 sviluppa malattie gravi.
Imparare come la malattia colpisce i polmoni, il cuore e altri organi è essenziale, ha detto, e l’analisi proteomica del sangue è un metodo relativamente semplice per ottenere tali informazioni.
Goldberg ritiene che le firme proteomiche identificate in questo studio daranno preziose indicazioni.
“È molto probabile che siano utili per capire alcuni dei meccanismi sottostanti che portano a gravi malattie e morte nel Covid-19″, ha dichiarato Goldberg, sottolineando la sua gratitudine ai pazienti coinvolti nello studio.
