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• COVID-19

Il COVID-19 (COronaVIrus Disease 19) è una malattia respiratoria acuta causata dal virus SARS-CoV-2, appartenente alla famiglia dei coronavirus. Le manifestazioni cliniche del COVID-19 sono molto varie: i sintomi più comuni sono febbre, tosse secca, debolezza muscolare e perdita dell’olfatto; i sintomi più gravi sono rappresentati da dispnea e dolore al petto. Tuttavia, essendo i polmoni gli organi più colpiti, le complicanze più serie sono la polmonite e la sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS).
Ogni particella virale di SARS-CoV-2 è costituita da un rivestimento formato da un doppio strato fosfolipidico e da proteine funzionali quali S (spike), E (envelope) e M (membrane), che formano il capside virale, e la proteina N (nucleocapsid), che racchiude il genoma dell’RNA. La proteina S è una proteina transmembrana glicosilata fondamentale per l’ingresso del virus nella cellula ospite. In particolare, il bersaglio della proteina S è il recettore di membrana noto come enzima di conversione dell’angiotensina II (ACE2). A livello delle vie respiratorie questo recettore è particolarmente espresso nelle cellule alveolari polmonari. ACE2 appartiene al sistema renina-angiotensina (RAS) insieme all’enzima di conversione dell’angiotensina (ACE); in particolare, ACE2 antagonizza e bilancia l’effetto di ACE, che converte l’angiotensina I (Ang I) in angiotensina II (Ang II), ligando endogeno del recettore di tipo I dell’Ang II (AT1R). Al contrario, ACE2 è impegnato nella degradazione di Ang II, producendo angiotensina 1,7 (Ang 1,7), e di Ang I, producendo angiotensina 1,9 (Ang 1,9). Il legame di SARS-CoV-2 ad ACE2 provoca un taglio proteolitico di ACE2, mediato dalla disintegrina e metalloproteinasi ADAM17, che porta alla produzione di ACE2 solubile ed all’inibizione dell’attività del recettore stesso, creando uno squilibrio del sistema RAS con accumulo di Ang II, che induce una attivazione del recettore AT1R, con conseguente danno cellulare, effetti pro-infiammatori, pro-fibrotici, pro-trombotici e stress ossidativo. In particolare, il fattore di trascrizione inducibile dell’ipossia (HIF1a), si accumula principalmente in caso di danno cellulare ed agisce come master regolatore di numerosi geni indotti in condizioni di carenza di ossigeno.
Il presente progetto di tesi fa parte di uno studio pilota teso a valutare e correlare possibili biomarcatori plasmatici in pazienti affetti da COVID-19, in relazione ad età, sesso e gravità della malattia.
Pazienti affetti da COVID-19 sono stati reclutati presso il Pronto Soccorso dell’Ospedale di Cisanello e, una volta confermata l’infezione da SARS-CoV-2 tramite test molecolare RT-PCR, il sangue è stato prelevato da ciascun paziente e processato presso la Biobanca dello stesso ospedale. In particolare, la separazione è stata effettuata tramite centrifugazioni sequenziali per isolare il plasma.
Sono stati quindi valutati i livelli plasmatici di ACE2 solubile, Ang 1,7 e HIF1a tramite saggio immunoenzimatico ELISA, ovvero un metodo biochimico che si basa sull’utilizzo di anticorpi specifici per la determinazione di un antigene d’interesse. Per il presente lavoro di tesi sono stati considerati dieci pazienti casualmente scelti dalla coorte più ampia. I valori di ACE2 solubile, Ang 1,7 e HIF1a sono stati valutati nei diversi soggetti che hanno o non hanno sviluppato insufficienza respiratoria durante il decorso della malattia. Come mostrato dai dati preliminari ottenuti, la comparsa di insufficienza respiratoria si è manifestata nei soggetti che avevano un incremento significativo di HIF1a plasmatico. Infine, sono state eseguite analisi statistiche di correlazione dei parametri in analisi, ovvero ACE2 solubile, Ang 1,7 e HIF1a. In generale, considerando tutti i dieci pazienti in analisi, è stata evidenziata una correlazione diretta tra HIF1a rispetto ad ACE2 solubile e Ang 1,7.
I pazienti sono stati poi suddivisi in base ad età (minore di 50 anni o maggiore di 50 anni) e sesso (maschi, M, e femmine, F). Risultati preliminari mostrano un andamento età- e sesso-dipendente per tutti i paramenti plasmatici analizzati, ovvero ACE2 solubile, Ang 1,7 e HIF1a. In particolare, i soggetti di sesso maschile hanno mostrato un incremento di ACE2 solubile e Ang 1,7 ed un leggero aumento di HIF1a nel plasma, seppur non significativo, rispetto ai soggetti di sesso femminile. Parallelamente gli stessi dati sono stati analizzati in base all’età dei soggetti reclutati. Nello specifico, soggetti con età maggiore di 50 anni hanno mostrato un aumento di HIF1a e ACE2 solubile ed un decremento di Ang 1,7 nel plasma rispetto ai soggetti più giovani (età minore a 50 anni).
I parametri analizzati, seppure lo studio sia preliminare, aprono la via a potenziali biomarcatori periferici in grado di delineare un profilo clinico più accurato del paziente COVID-19, in previsione del decorso e della gravità della patologia.
In conclusione, il presente lavoro di tesi rappresenta un punto di partenza per l’analisi di possibili biomarcatori plasmatici in grado di contribuire alla prognosi della patologia COVID-19 soprattutto in termini di gravità e decorso. Ulteriori studi saranno fondamenti per ampliare la coorte dei pazienti e per relazionare i parametri plasmatici (ACE2 solubile, Ang 1,7 e HIF1a) con maggior parametri clinici.