L'infezione provocata dal coronavirus SARS-CoV-2, chiamata COVID-19, innesca nei polmoni un'anomala risposta cellulare, che assieme alla cosiddetta “tempesta di citochine” (una reazione esagerata del sistema immunitario) può essere alla base dell'infiammazione e dei danni ai tessuti osservati nei pazienti con la forma grave della malattia. Il meccanismo biochimico identificato può anche spiegare la ragione per cui è così difficile trattare le infezioni severe. La scoperta è significativa poiché apre le porte alla sperimentazione di nuove terapie farmacologiche, potenzialmente in grado di prevenire le complicazioni e gli esiti fatali della COVID-19.

A scoprire che nelle cellule polmonari infettate dal coronavirus si attiva questa inattesa risposta biochimica – nota come “sistema del complemento immunitario” – è stato un team di ricerca internazionale guidato da scienziati americani dell'Università Purdue, che hanno collaborato a stretto contatto con i colleghi del National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI) dei National Institutes of Health (NIH), del Dipartimento di Nefrologia dell'Ospedale universitario di Francoforte (Germania), del Dipartimento di Microbiologia e Immunologia dell'Università del Michigan, della Scuola di Medicina dell'Università di Boston, del Dipartimento di Medicina “Nuffield” dell'Università di Oxford (Gran Bretagna) e di altri centri di ricerca sparsi per il mondo. Gli scienziati, coordinati dal professor Majid Kazemian, docente presso i dipartimenti di Informatica e Biochimica presso l'ateneo di West Lafayette, hanno scoperto l'attivazione del sistema del complemento immunitario analizzando cellule polmonari infettate in test in vitro.

Come spiegato dagli autori dello studio, il sistema del complemento è una componente importante del nostro sistema immunitario assieme agli anticorpi; è infatti un insieme complesso di piccole proteine prodotte dal fegato che “aiuta gli anticorpi del nostro organismo a combattere contro i patogeni trasmessi dal sangue”. Gli scienziati sottolineano che questo sistema può funzionare sia all'interno delle cellule che nel flusso sanguigno (in precedenza si credeva che si attivasse solo nel sangue). Durante gli esperimenti, il professor Kazemian e i colleghi hanno scoperto che questo sistema si attiva anche nelle piccole strutture polmonari che permettono gli scambi gassosi: gli alveoli. “Abbiamo osservato che l'infezione da SARS-CoV-2 in queste cellule polmonari provoca l'espressione di un sistema del complemento attivato in un modo peculiare. Questo era completamente inaspettato per noi perché non stavamo pensando all'attivazione di questo sistema all'interno delle cellule, o almeno non alle cellule polmonari. In genere pensiamo al fegato come fonte del sistema del complemento”, ha spiegato in un comunicato stampa il professor Kazemian. “Il sistema del complemento è tradizionalmente considerato un sistema sentinella derivato dal fegato e circolante che protegge l'ospite dalle infezioni da batteri, funghi e virus”, ha dichiarato la coautrice dello studio Claudia Kemper. “È inaspettato che nel contesto dell'infezione da SARS-CoV-2, questo sistema si rivolga contro l'ospite e contribuisca all'infiammazione e ai danni dei tessuti osservati nella COVID-19 grave”, ha aggiunto l'esperta.

Una volta individuato questo peculiare percorso biochimico, che si ritiene sia responsabile delle difficoltà di trattamento della COVID-19, il team di ricerca ha pensato a un modo per contrastarne l'attivazione, evitando il potenziale aggravamento dell'infezione. Gli scienziati hanno analizzato oltre 1.600 farmaci (tutti già approvati dalla FDA) potenzialmente in grado di colpire i bersagli associati al sistema del complemento, scoprendo che il Ruxolitinib (un inibitore di JAK1/2) è quello più “bravo” a sottoregolare i geni alterati dalla COVID-19. Combinandolo col farmaco antivirale Remdesivir, il principio attivo è riuscito a inibire efficacemente il sistema del complemento in cellule polmonari in coltura, aprendo così le porte a una nuova, possibile terapia per i pazienti con Covid grave. Come sottolineato dal professor Ben Afzali, esperto di malattie renali e digestive, al momento i test sono stati condotti solo in vitro, pertanto è ancora troppo presto per sapere se il trattamento possa effettivamente funzionare nei pazienti; verranno condotte tutte le indagini prcliniche e cliniche per determinarlo. I dettagli della ricerca “SARS-CoV-2 drives JAK1/2-dependent local complement hyperactivation” sono stati pubblicati sull'autorevole rivista scientifica Science Immunology.