Lo scambio di cellule immunitarie favorisce l'influenza grave

Le infezioni polmonari causate dal virus dell'influenza vera e propria o da un coronavirus portano spesso a un decorso grave della malattia, soprattutto nelle persone anziane. Ciò comporta una reazione infiammatoria eccessiva che danneggia il tessuto polmonare. Le cause esatte non sono ancora state chiarite. I macrofagi, noti anche come cellule spazzino del sistema immunitario, svolgono un ruolo importante. Rilasciano sostanze messaggere pro-infiammatorie, innescando così una forte risposta immunitaria.

Un team di ricercatori guidato da Manfred Kopf, immunologo e professore di biomedicina molecolare dell'ETH di Zurigo, è riuscito a dimostrare nei topi che i macrofagi originariamente residenti nei polmoni, che provengono dal periodo embrionale, muoiono visibilmente quando vengono infettati dal vero virus dell'influenza e vengono sostituiti da macrofagi provenienti dal midollo osseo dopo pochi giorni. Più l'infezione è grave, più i macrofagi polmonari embrionali muoiono. Gli immunologi dell'ETH hanno recentemente riportato questo risultato sulla rivista pagina esternaScienza Immunologia.

Differenze nella funzione e nella progressione della malattia

I macrofagi sono utilizzati, tra l'altro, per la difesa rapida contro gli agenti patogeni. In termini di biologia dello sviluppo, si dividono grosso modo in due gruppi: Nell'uomo e nel topo, in tutti gli organi e i tessuti sono presenti macrofagi sedentari e longevi, che si formano già durante lo sviluppo embrionale nel fegato fetale e assumono funzioni specifiche per il rispettivo tessuto. I macrofagi embrionali nei polmoni sono coinvolti nel vitale scambio ossigeno-anidride carbonica che avviene negli alveoli.

Il secondo gruppo è costituito da macrofagi che si sviluppano nel midollo osseo durante l'ematopoiesi e migrano in un tessuto attraverso il flusso sanguigno, dove maturano in un macrofago specifico del tessuto.

"Finora si pensava che i macrofagi derivati dal midollo osseo avessero la stessa funzione dei macrofagi derivati dal polmone e dal fegato fetale. E che questo valesse per tutti i tessuti", spiegano Federica Piattini e Fengqi Li del gruppo di ricerca di Kopf. Entrambi sono i primi autori dell'articolo e hanno ora smentito questa ipotesi. Hanno invece dimostrato che i macrofagi derivati dal midollo osseo si comportano in modo diverso e sono dannosi nelle infezioni polmonari virali.

I due ricercatori hanno creato due gruppi di topi: in uno i macrofagi polmonari provenivano dal periodo embrionale, nell'altro dal midollo osseo. Quando sono stati infettati dal virus dell'influenza, i topi con macrofagi polmonari derivati dal midollo osseo hanno sofferto di una malattia molto più grave e sono morti. Uno dei motivi del grave decorso della malattia è che questi macrofagi hanno provocato una forte reazione infiammatoria chiamata tempesta di citochine.

Gli autori dello studio concludono che l'origine dei macrofagi gioca un ruolo chiave nel determinare il decorso della malattia. Sono inoltre riusciti a dimostrare che le infezioni influenzali nei topi favoriscono lo scambio di macrofagi polmonari.

Prove di processi paralleli in Covid-19

Secondo i ricercatori, un confronto tra il loro esperimento sui topi con l'influenza e le infezioni da coronavirus nell'uomo è ovvio e ammissibile. "Ci sono prove di processi paralleli in Covid-19", afferma Kopf. Uno studio precedente ha riportato che i macrofagi polmonari embrionali erano in gran parte conservati nei pazienti affetti da Covid-19 con un decorso lieve, mentre un decorso grave era collegato a macrofagi polmonari infiammati dall'anestesia ossea.

I macrofagi polmonari embrionali non sembrano essere sostituiti solo durante una grave infezione virale. Il gruppo di Kopf è riuscito a dimostrare che questa sostituzione avviene anche nei topi che invecchiano, anche se non hanno mai subito un'infezione. Il trapianto di macrofagi polmonari da topi anziani in topi giovani ha provocato una grave infezione influenzale con esito fatale.

È noto che il rischio di un decorso grave dell'influenza o dell'infezione da Covid-19 è significativamente più alto nelle persone anziane. "Le ragioni sono certamente molteplici", afferma Kopf. Tuttavia, i nuovi dati suggeriscono che la perdita di macrofagi embrionali nel corso della vita contribuisce a questo fenomeno.

In seguito, l'ETH e il suo team intendono studiare i meccanismi molecolari della morte dei macrofagi polmonari embrionali.