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Gocce di anatomia: il Coronavirus da “una banale influenza” a un’aggressione autoimmune

Francesco Cappello Professore Ordinario di Anatomia Umana Università degli Studi di Palermo

Ebbene sì, se pensavate che in questa rubrica non ci saremmo occupati della COVID-19, avete commesso un errore: partiremo proprio da questa tanto nuova quanto insidiosa malattia.

Cominciamo col riportare alcune informazioni che la comunità scientifica ha ormai accertato e sono quindi ritenute scientificamente assodate:

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  1. Il virus SARS-CoV-2 non è stato creato in laboratorio, ma è un “prodotto spontaneo” della natura.
  2. Come altri coronavirus, anche questo entra nel nostro organismo attraverso le vie aeree.
  3. Questo virus non colpisce soltanto il polmone ma può dare una malattia sistemica (ossia che coinvolge molti organi del nostro corpo).
  4. Alcune patologie preesistenti (ad esempio, ipertensione e diabete) possono predisporci a sviluppare forme più gravi di COVID-19.

Adesso approfondiamo alcuni aspetti anatomici che possono aiutarci a comprendere meglio come la malattia indotta da questo virus può trasformarsi da “una banale influenza” in un’aggressione autoimmune potenzialmente in grado di distruggere tutti i nostri organi in poco tempo.

Partiamo dalle vie aeree, la via d’ingresso del virus.

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Le vie aeree appartengono all’apparato respiratorio, assieme ai polmoni. Le vie aeree si suddividono, su base morfologica e organogenetica (ossia, riferibile allo sviluppo embriofetale), in superiori e inferiori. Le vie aeree superiori sono rappresentate dalle cavità nasali, dai seni paranasali e dalla faringe (regione anatomica in comune con l’apparato digerente). Quelle inferiori sono invece costituite da laringe, trachea e bronchi.

Ciò che rende simili le vie aeree superiori e quelle inferiori sono fondamentalmente due elementi: 1) le cavità devono essere mantenute costantemente pervie per consentire il flusso dell’aria da e verso i polmoni (a ciò provvedono i loro rivestimenti osteocartilaginei); 2) il rivestimento interno, ossia la mucosa, comprende uno strato di cellule epiteliali in grado – alcune – di produrre muco e – altre – di spostare questo muco (e ciò che vi resta intrappolato) verso la faringe, affinché con la deglutizione ciò possa finire nello stomaco, il cui ambiente acido favorisce la degradazione della gran parte dei patogeni eventualmente intrappolati nel muco.

Ebbene, il SARS-CoV-2 entra e si replica in queste cellule epiteliali. Dapprima si localizza nelle vie aeree superiori, dando una sintomatologia simil-influenzale che in alcuni soggetti può anche essere tanto banale che il soggetto in questa fase viene definito paucisintomatico o subsintomatico o addirittura asintomatico.

Se la carica virale è bassa e il nostro sistema immunitario reagisce in maniera efficace (nella regione orofaringea ci sono ben sei “tonsille”, ossia i nostri principali “fortini” di “soldati” / cellule immunitarie), il virus può essere debellato e il soggetto guarire spontaneamente.

Viceversa, il virus può “scendere” dalle vie aeree superiori a quelle inferiori e poi nel polmone, facendo sviluppare nel malcapitato una polmonite di gravità variabile. La variabilità stavolta non dipende più soltanto dalla carica virale e dall’efficacia del sistema immunitario, ma da altre variabili.

E, per esplicitare queste variabili, ritorna in gioco “la natura”.

In termini semplici, se è vero che esiste un albero filogenetico degli organismi viventi sulla terra, ne esiste (virtualmente) anche un altro relativo all’evoluzione dei “mattoni” della vita, ossia delle cellule e in particolare delle loro proteine. Può sembrare strano, ma alcune proteine del nostro corpo hanno analogie morfo-funzionali sorprendentemente elevate con simili proteine di microrganismi quali batteri e perfino virus, con cui hanno degli “antenati ancestrali” in comune! Le porzioni di proteine che presentano una analogia strutturale possono essere chiamate epitopi. Il SARS-CoV-2, rispetto ad altri virus “respiratori”, ha una quantità di epitopi in comune con proteine umane molto elevata.

Quali sono le conseguenze che questa caratteristica virale può causare?

Esemplificando al massimo, se il sistema immunitario, per eliminare il virus, ha bisogno di scatenare una risposta infiammatoria contro le proteine virali (ad esempio producendo anticorpi specifici), e queste proteine virali hanno epitopi in comune con proteine umane, ecco che questi anticorpi possono trasformarsi in autoanticorpi e aggredire le cellule del nostro corpo che espongono questi epitopi sulla loro superficie. È un evento raro, ma è possibile, tant’è che è stato già descritto, tanti anni fa, col termine scientifico di “molecular mimicry”, ossia “mimetismo molecolare”.

Da cosa dipende allora la frequenza, o potremmo dire la possibilità che questo evento si verifichi?

Bisogna studiare e conoscere la localizzazione cellulare e subcellulare di queste proteine umane che possiedono epitopi in comune con quelle virali per rispondere a questa domanda. Cosa che abbiamo iniziato a fare, durante il lockdown, nel nostro gruppo di ricerca, pubblicando alcuni risultati preliminari.

Farò solo un paio di esempi su scoperte fatte e pubblicate da noi e già confermate anche da altri gruppi di ricerca indipendenti a livello mondiale.

Il primo: una di queste proteine può essere presente sulla superficie degli eritrociti (i “globuli rossi” del sangue): ciò può scatenare una anemia emolitica autoimmune. Ecco perché in alcuni soggetti, affetti da COVID-19, la capacità del sangue di ossigenare i tessuti può ridursi di molto senza che vi sia stato ancora un grave danno a livello del parenchima polmonare. L’anemia è quindi una delle complicanze di cui i medici che curano pazienti affetti da COVID-19 sono ben consapevoli.

Il secondo esempio: altre proteine possono essere presenti a livello delle cellule endoteliali, ossia le cellule che rivestono i vasi di tutti gli organi del nostro corpo. Fortunatamente, i nostri studi hanno mostrato che – di norma – queste proteine si trovano all’interno delle cellule, e quindi non sono esposte agli agenti immunitari. Tuttavia, alcune condizioni patologiche in grado di generare nelle cellule uno stress di tipo fisico e chimico (guarda caso, ad esempio, l’ipertensione e il diabete) possono indurre modifiche strutturali (“post-traduzionali”) a carico di queste proteine a seguito delle quali esse si “spostano” sulla membrana, esponendo all’esterno della cellula gli epitopi in grado di essere riconosciuti dal sistema immunitario, il quale a quel punto aggredisce e distrugge queste cellule, in quanto indotto a ritenere che esse siano “estranee” al nostro corpo.

Che succede se i nostri vasi perdono l’endotelio? Il sangue, invece di scorrervi dentro fluidamente, aderisce alle pareti e forma dei trombi: si genera una microtrombosi nei vasi più piccoli (dove il sangue di norma scorre più lentamente) nonché una coagulazione intravascolare disseminata (CID). Cosa succede se questo evento si verifica simultaneamente in più organi, inclusi quelli “vitali”? Si verifica una insufficienza multiorgano che può portare il soggetto, specie se anziano o comunque con un organismo compromesso da altre patologie, all’exitus.

Fortunatamente, la ricerca biomedica ci ha consentito in pochi mesi di conoscere meglio la fisiopatologia di questa malattia e predisporre delle cure adeguate, in attesa di un vaccino efficace. Ad esempio, oggi si è capito che, nel momento in cui i sintomi respiratori si spostano dalle vie aeree superiori a quelle inferiori, bisogna aspettarsi che in quel soggetto possano innescarsi fenomeni di autoimmunità: bisogna quindi curare il soggetto con farmaci adeguati, come – ad esempio – il cortisone. Se, nonostante queste terapie, compaiono sintomi di autoimmunità, bisogna scongiurare la microtrombosi e la CID, somministrando – ad esempio – eparina.

Ma questi sono solo esempi superficiali di una realtà clinica e sperimentale molto più complessa, quella che il personale sanitario combatte ogni giorno nei nostri ospedali per cercare di curare i malcapitati che hanno sviluppato le forme più gravi di COVID-19. Per non trovarci tra costoro, è fondamentale il distanziamento interindividuale, l’igiene delle mani e proteggere il volto (in particolare l’ingresso delle vie aeree, così come si fa indossando la mascherina) quando si è insieme ad altri soggetti.

Chi fa ricerca è spontaneamente portato a pensare che nessuna malattia sia potenzialmente incurabile: siamo piuttosto noi ad essere ignoranti tanto da non aver ancora trovato la cura. Per quanto riguarda la COVID-19, una malattia con cui dovremo avere a che fare probabilmente ancora molto a lungo, siamo – a mio modesto avviso – su una buona strada.

 

di Francesco Cappello
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