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Una tempesta di citochine significa una violenta reazione infiammatoria che sfugge al controllo del nostro corpo. Normalmente, la risposta infiammatoria a un'infezione virale, ad esempio, è autolimitante, ma in alcune persone l'attivazione del sistema immunitario è così forte che può danneggiare molti organi e alla fine anche morire. Studi recenti hanno dimostrato che la tempesta di citochine è una delle principali cause di morte nelle persone affette da COVID-19.

Contenuto:

  1. Tempesta di citochine - che cos'è?
  2. Tempesta di citochine - meccanismo di formazione
  3. Tempesta di citochine - provoca
  4. Tempesta di citochine - conseguenze
  5. Tempesta di citochine - sintomi
  6. Tempesta di citochine - trattamento
  7. Tempesta di citochine - COVID-19 e altre pandemie

Tempesta di citochine - che cos'è?

Tempesta di citochinealiasipercitocinemia , o cascata di citochine, è una risposta eccessiva e incontrollata del sistema immunitario che rilascia enormi quantità di pro-infiammatorio sostanze. Tempeste di citochine non trattate possono portare a gravi complicazioni come sepsi, shock, danni ai tessuti e insufficienza multiorgano, con conseguente morte.

La tempesta di citochine non è classificata come un'entità patologica, ma come un complesso di risposte immunitarie che possono manifestarsi nel corso di varie condizioni cliniche, ad esempio malattie infettive.

Il termine "tempesta di citochine" è stato utilizzato per la prima volta nel 1993 per descrivere gli effetti della malattia del trapianto contro l'ospite che possono verificarsi nel corpo del ricevente dopo il trapianto d'organo. Nel 2003 è stato anche dimostrato che una tempesta di citochine può essere correlata alla risposta dell'organismo alle infezioni da virus, batteri o funghi.

Il termine "tempesta di citochine" sembra essere utilizzato per la prima volta nel contesto dell'infezione da virus dell'influenza aviaria H5N1 nel 2005. Poi cominciò ad essere usato sempre più comunemente nella letteratura scientifica.

Tempesta di citochine - meccanismo di formazione

L'inizio di una tempesta di citochine può verificarsi, ad esempio, durante un'infezione con un virus dell'influenza. Dopo l'infezione, il virus entra nelle cellule epiteliali del tratto respiratorio superiore e inferiore attraverso il processo di endocitosi. Quindi il materiale genetico virale viene riconosciuto dai cosiddetti pattern molecolari correlati ai patogeni (PAMP in breve), che a loro volta possono avviare una risposta del sistemasistema immunitario, inclusa una tempesta di citochine.

Durante una tempesta di citochine, le cellule del sistema immunitario vengono attivate rapidamente. Rapida divisione di linfociti T e linfociti B, monociti, macrofagi, cellule dendritiche e cellule NK e loro sovrapproduzione di oltre 150 diverse citochine.

Una caratteristica della tempesta di citochine è la perdita del feedback negativo da parte del sistema immunitario, che inibisce fisiologicamente l'eccessiva produzione di citochine pro-infiammatorie. Il rilascio di citochine induce il rilascio di ulteriori citochine, che avvia una reazione a catena inarrestabile. Si tratta di una specie di circolo vizioso autopropulsivo.

Le citochine sono un gruppo eterogeneo di piccole molecole secrete principalmente dalle cellule del sistema immunitario per comunicare tra loro. Le funzioni più importanti delle citochine sono il controllo della divisione e differenziazione delle cellule immunitarie e la regolazione della risposta infiammatoria.

Le citochine includono proteine ​​come:

  • Interferoni (IFN) che svolgono un ruolo importante nell'immunità innata a virus e altri microbi
  • Interleuchine (IL), che regolano principalmente la differenziazione e l'attivazione delle cellule immunitarie. Possono essere pro-infiammatori (attivando la risposta infiammatoria) o antinfiammatori (inibindo la risposta infiammatoria)
  • Le chemochine agiscono come sostanze che "attraggono" le cellule del sistema immunitario e quindi controllano il loro movimento verso i siti di reazione infiammatoria
  • I fattori stimolanti le colonie (CSF) controllano l'emopoiesi, il processo di produzione di cellule immunitarie mature dalle cellule staminali del sangue
  • Il fattore di necrosi tumorale (TNF) è forse la citochina pro-infiammatoria più studiata che gioca un ruolo centrale nella tempesta di citochine

Tempesta di citochine - provoca

I fattori che portano a una tempesta di citochine sono associati a un'ampia varietà di malattie infettive e non trasmissibili. Gli agenti infettivi includono:

  • streptococchi del gruppo A
  • Citomegalovirus
  • Virus di Epstein-Barr
  • Virus Ebola
  • virus influenzale
  • virus del vaiolo
  • coronavirus ad esempio SARS-CoV, MERS-CoV

I fattori non infettivi includono:

  • malattia del trapianto contro l'ospite
  • sclerosi multipla
  • artrite idiopatica giovanile
  • pancreatite
  • cancro ad esempio linfoma
  • terapie biologiche ad esempio rituximab
  • sindrome emofagocitica
  • sindrome da attivazione dei macrofagi

Uno dei più grandi misteri che circondano la tempesta di citochine èperché alcune persone sembrano essere particolarmente vulnerabili e altre resistenti allo sviluppo di una tempesta di citochine. Ciò è probabilmente correlato alla variabilità genetica della risposta immunitaria nella popolazione umana.

Tempesta di citochine - conseguenze

La tempesta di citochine è un'importante causa di morte nei pazienti infetti da virus come Ebola, Marburg, coronavirus e influenza pandemica. Il danno polmonare acuto (ALI) è una conseguenza comune di una tempesta di citochine nei virus che colpiscono i polmoni, come SARS-CoV e virus dell'influenza.

L'ALI è caratterizzata da una risposta infiammatoria acuta del tessuto polmonare seguita da una fase cronica di deposizione di collagene polmonare e fibrosi. Nel tempo, l'ALI può svilupparsi nella sua forma più grave, ovvero la sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS).

La polmonite locale può diffondersi attraverso il sistema circolatorio al resto del corpo, provocando il caos in altri organi. Alla fine si può osservare una grave sindrome clinica sotto forma di sepsi.

Le persone con sepsi grave indotta da infezioni hanno profili caratteristici delle citochine nel sangue che cambiano nel tempo. Le citochine di risposta acuta sono il TNF, l'interleuchina-1 e l'8, che compaiono all'inizio di minuti o ore dopo l'infezione, seguite da un marcato aumento dei livelli di interleuchina-6. L'interleuchina-10 antinfiammatoria compare un po' più tardi quando il corpo cerca di controllare la risposta infiammatoria sistemica acuta.

Oltre alle infezioni polmonari, la tempesta di citochine è una conseguenza di gravi infezioni del tratto gastrointestinale, delle vie urinarie, del sistema nervoso centrale, della pelle e degli spazi articolari.

Tempesta di citochine - sintomi

  • febbre
  • stanchezza
  • perdita di appetito
  • dolori muscolari e articolari
  • nausea e vomito
  • diarrea
  • calo della pressione sanguigna
  • battito cardiaco accelerato
  • convulsioni
  • mal di testa
  • delirio e allucinazioni
  • entanglement
  • eruzione cutanea

D' altra parte, nei test di laboratorio si riscontrano livelli elevati:

  • composti azotati nel sangue
  • D-dimeri
  • aminotransferaz
  • ferritina
  • Proteine ​​CRP
  • interleuchine-6 ​​
  • lattato deidrogenasi
  • tempo di protrombina esteso
  • conta piastrinica ridotta

Tempesta di citochine - trattamento

Attualmente, non esiste una singola terapia con tempesta di citochine e farmaci specificamente progettati per trattarla. L'approccio principale nel trattamento di questa sindrome è quello di indurre l'immunosoppressione, ad es.una diminuzione della reattività del sistema immunitario. A tale scopo, farmaci quali:

  • corticosteroidi
  • inibitori delle citochine, ad esempio tocilizumab

Tempesta di citochine - COVID-19 e altre pandemie

L'aumento delle evidenze cliniche suggerisce che un sottogruppo di pazienti con COVID-19 grave indotto dal virus SARS-CoV-2 può presentare la sindrome della tempesta di citochine.

Uno studio retrospettivo multicentrico pubblicato da Ruan et al., che ha analizzato 150 casi confermati di COVID-19, ha rilevato che la mortalità da COVID-19 potrebbe essere dovuta a una tempesta di citochine attivate dal virus. In questi pazienti è stato osservato un aumento dei livelli di ferritina e interleuchina-6 nel sangue. Ciò potrebbe avere importanti implicazioni per il trattamento della malattia, poiché attualmente il trattamento per il COVID-19 è di supporto.

Pertanto, si suggerisce che i pazienti con COVID-19 grave dovrebbero essere sottoposti a screening per le tempeste di citochine (ad esempio misurando la ferritina) per identificare un sottogruppo di pazienti per i quali il trattamento immunosoppressivo sarebbe efficace. Questo nuovo approccio terapeutico è in fase di sperimentazione presso il Dipartimento di Malattie Infettive dell'Ospedale Clinico Pubblico Indipendente n. 1 di Lublino.

Una tempesta di citochine può spiegare il tasso di mortalità tra i giovani per COVID-19, poiché una situazione simile è stata osservata nel 1918 durante la pandemia di influenza spagnola. All'epoca, più della metà dei decessi si verificava in soggetti sani di età compresa tra 18 e 40 anni ed erano causati dalla tempesta di citochine che portò alla sindrome da distress respiratorio acuto.

D' altra parte, il fenomeno della tempesta di citochine spiega perché i bambini sperimentano un'infezione più lieve con il virus SARS-CoV-2. Il loro sistema immunitario è solo sottosviluppato e non reagisce così violentemente alla presenza del virus.

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Circa l'autoreKarolina Karabin, MD, PhD, biologa molecolare, diagnostica di laboratorio, Cambridge Diagnostics PolskaBiologo di professione, specializzato in microbiologia, e diagnostico di laboratorio con oltre 10 anni di esperienza nel lavoro di laboratorio. Laureato al College of Molecular Medicine e membro della Società Polacca di Genetica Umana, responsabile delle borse di ricerca presso il LaboratorioDiagnostica Molecolare presso il Dipartimento di Ematologia, Oncologia e Malattie Interne dell'Università di Medicina di Varsavia. Ha difeso il titolo di dottore in scienze mediche nel campo della biologia medica presso la 1a Facoltà di Medicina dell'Università di Medicina di Varsavia. Autore di numerosi lavori scientifici e divulgativi nel campo della diagnostica di laboratorio, della biologia molecolare e della nutrizione. Quotidianamente, in qualità di specialista nel campo della diagnostica di laboratorio, dirige il dipartimento di sostanza presso la Cambridge Diagnostics Polska e collabora con un team di nutrizionisti presso la CD Dietary Clinic. Condivide le sue conoscenze pratiche sulla diagnostica e la terapia dietetica delle malattie con specialisti in conferenze, sessioni di formazione e in riviste e siti web. È particolarmente interessata all'influenza dello stile di vita moderno sui processi molecolari nel corpo.

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Categoria:

Sistema immunitario