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Since December 2019, the outbreak of the novel Coronavirus disease (COVID-19), caused by the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), has rapidly spread around the world. SARS-CoV-2 infection causes the development of inflammation and an excessive immune response. The first clinical manifestations refer to pulmonary involvement, but recent clinical and epidemiological data report the involvement of extrapulmonary tissue and the endocrine system; in particular, new cases of thyroiditis and autoimmune thyroid disease associated with COVID-19 have been reported. Furthermore, it has been shown that the ACE-2 enzyme, used by the virus as a cellular entry receptor, is also expressed in the follicular cells of the thyroid.
One of the goals of this project was to find SARS-CoV-2 RNA in the thyroid tissue of individuals who died of COVID-19. Furthermore, we evaluated the different expression of genes involved in the host immune response in the thyroid tissue of COVID-19 patients and controls, who did not have other thyroid conditions.
Formalin-fixed, paraffin-embedded (FFPE) thyroid tissue specimens obtained from autopsy of individuals who died from COVID-19 were used as autopsy cases and FFPE thyroid specimens obtained from individuals who died from causes other than COVID-19 and negative to presence of the virus were used as controls. Real-Time Reverse-Transcriptase-Polymerase-Chain-Reaction (RT-PCR) and NanoString technology were used to analyze the presence of viral RNA in thyroid samples and to perform gene expression analysis, respectively. Two types of expression panels were used: Human Host Response, to analyze genes involved in the immune response to infectious diseases, and Coronavirus Panel Plus, to analyze the presence of viral RNA in the thyroid.
The SARS-CoV-2 genome was detected in 9 thyroid specimens (36%) of COVID-19 cases and not in controls. At gene expression levels, COVID-19 cases without thyroid virus infection showed no differences from controls. In contrast, 32 genes were significantly deregulated in COVID-19 cases where the virus was detected in thyroid tissue. These cases showed activation of the alpha and gamma response pathways of interferon (IFN) and infiltration of innate immune cells.
Consequently, in severe disease, the thyroid gland is often a target of SARS-CoV-2 infection. This infection could lead to the activation of an intense immune response and the development of an inflammatory state of the thyroid gland, which could lead to subacute or autoimmune thyroid disease in predisposed individuals.
L'epidemia della nuova malattia da Coronavirus (COVID-19), causata dal Coronavirus 2 da sindrome respiratoria acuta (SARS-CoV-2), si è rapidamente diffusa da dicembre 2019 in tutto il mondo. L'infezione da SARS-CoV-2 provoca lo sviluppo di un'infiammazione e di un'eccessiva risposta immunitaria. Le prime manifestazioni cliniche si riferiscono al coinvolgimento polmonare, ma recenti dati clinici ed epidemiologici hanno riportato un coinvolgimento di tessuti extrapolmonari e del sistema endocrino; in particolare sono stati segnalati nuovi casi di tiroidite e di malattie autoimmuni della tiroide associate alla COVID-19. Inoltre, è stato dimostrato che l'enzima ACE-2, utilizzato dal virus come recettore di ingresso cellulare, è espresso anche nelle cellule follicolari della tiroide.
Uno degli obiettivi di questo progetto era trovare l'RNA di SARS-CoV-2 nel tessuto tiroideo di individui morti per COVID-19. E' stata, inoltre, valutata la diversa espressione di geni coinvolti nella risposta immunitaria dell'ospite in tessuti tiroidei di pazienti affetti da COVID-19 e di controlli , che non presentavano altre patologie a carico della tiroide.
Campioni di tessuto tiroideo fissati in formalina e inclusi in paraffina (FFPE) ottenuti dall'autopsia di individui deceduti per COVID-19 sono stati utilizzati come casi, mentre campioni tiroidei FFPE ottenuti da individui deceduti per cause diverse dalla COVID-19 e negativi alla presenza del virus sono stati usati come controlli. La Real-Time Reverse-Transcriptase-Polymerase-Chain-Reaction (RT-PCR) e la tecnologia NanoString sono state utilizzate rispettivamente per analizzare la presenza di RNA virale nei campioni tiroidei e per eseguire l'analisi di espressione genica. Sono stati utilizzati due tipi di pannelli di espressione: Human Host Response, per analizzare i geni coinvolti nella risposta immunitaria alle malattie infettive, e Coronavirus Panel Plus, per analizzare la presenza di RNA virale nella tiroide.
Il genoma di SARS-CoV-2 è stato rilevato in 9 campioni tiroidei (36%) dei casi COVID-19 e non nei controlli. A livello di espressione genica, i casi COVID-19 che non presentavano infezione virale a livello della tiroide non mostravano differenze rispetto ai controlli. Al contrario, 32 geni erano significativamente deregolati nei casi COVID-19 in cui il virus è stato rilevato nel tessuto tiroideo. Questi casi mostravano l'attivazione delle vie di risposta dell'interferone (IFN) alfa e gamma e l'infiltrazione di cellule immunitarie innate.
Pertanto, nei casi di malattia grave, la ghiandola tiroidea è spesso un bersaglio dell'infezione da SARS-CoV-2. Questa infezione potrebbe portare all'attivazione di un'intensa risposta immunitaria e allo sviluppo di infiammazione della ghiandola tiroidea, che potrebbe determinare tiroidite subacuta o malattie autoimmuni tiroidee in individui predisposti.