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Un meccanismo noto come “peccato antigenico originale” protegge alcune persone dall’influenza; se aiuta le reazioni immunitarie ai coronavirus non è ancora chiaro.
È stato osservato, e confermato scientificamente, che alcuni sono più protetti dall’influenza stagionale quando il ceppo del virus dell’influenza è simile al primo che hanno incontrato durante l’infanzia.
È questo il fenomeno evocativamente soprannominato “peccato antigenico originale”, o OAS. Ora, ci sono prove crescenti che le risposte immunitarie al COVID-19 potrebbero essere modellate in modo simile da precedenti infezioni da coronavirus comuni, tipo quelli del raffreddore.
L’effetto potrebbe avere implicazioni per la progettazione dei futuri vaccini COVID-19. Tuttavia, in che misura colpisce le persone con COVID-19, e se fornisce una protezione avanzata o di fatto ostacola la risposta immunitaria, non è ancora chiaro. “Il dibattito è abbastanza polarizzato al momento”, dice Craig Thompson, virologo dell’Università di Oxford, nel Regno Unito.
Il tema è d’attualità ed è allo studio, come ci racconta Nature nell’ultima pubblicazione online delle sue news. L’OAS, chiamato anche imprinting immunitario, fu caratterizzato per la prima volta nel 1960 dall’epidemiologo statunitense Thomas Francis Jr, che notò che il sistema immunitario sembrava essere permanentemente programmato per produrre anticorpi contro il primo ceppo di un virus influenzale che incontrò.
Le cellule immunitarie si riattivano quando il corpo è infettato da un virus influenzale che condivide regioni, o “epitopi”, con quel primo ceppo. Per SARS-CoV-2, ci sono prove crescenti che l’esposizione ad altri coronavirus – compresi quelli che causano raffreddori e altre malattie respiratorie – gioca un ruolo nelle risposte immunitarie delle persone.
“Proprio come l’influenza, la maggior parte di noi è infettata da questi comuni coronavirus all’età di cinque o sei anni”, afferma Scott Hensley, microbiologo presso l’Università della Pennsylvania a Filadelfia. Il suo gruppo ha scoperto che i campioni di siero di sangue prelevati da persone prima della pandemia contenevano anticorpi contro un coronavirus comune chiamato OC43 (quello del raffreddore) che potrebbe legarsi alla proteina spike SARS-Cov-2.
Utilizzando campioni prelevati prima e dopo l’infezione da SARS-CoV-2, Hensley e i suoi colleghi sono stati in grado di dimostrare che il contagio da SARS-CoV-2 ha aumentato la produzione di anticorpi leganti OC43. Il loro studio, pubblicato ad aprile, ha scoperto che questi anticorpi si legano alla subunità S2 della proteina spike SARS-CoV-2, che ha una struttura simile a quella di OC43. Ma gli anticorpi OC43 non si sono legati alla regione S1 del picco SARS-CoV-2 e non sono stati, di conseguenza, in grado di fermare l’ingresso del virus nelle cellule.
Effetti dell’imprinting. In alcuni casi, l’imprinting è noto per avere un effetto positivo sull’immunità. Hensley e i suoi colleghi hanno studiato gli effetti dell’imprinting durante la pandemia influenzale H1N1 del 2009 e hanno scoperto che l’esposizione ad alcuni ceppi influenzali storici ha fornito protezione contro l’infezione da H1N1.
“C’erano alcuni epitopi in quel virus che sono stati conservati con ceppi di influenza stagionale passati”, dice Hensley. “Il richiamo delle risposte anticorpali contro quegli epitopi è stato effettivamente utile”.
Ma l’OAS ha anche potenziali svantaggi. A volte, gli anticorpi prodotti a seguito dell’imprinting non sono una buona corrispondenza con il virus che causa un’infezione, ma la loro produzione sopprime l’attivazione di cellule B non ancora caratterizzate che altrimenti produrrebbero anticorpi più protettivi.
“Si ottiene una risposta che può essere distorta verso gli antigeni conservati rispetto ai nuovi antigeni”, afferma Adolfo García-Sastre, direttore del Global Health and Emerging Pathogens Institute presso la Icahn School of Medicine del Mount Sinai a New York City. Questo può diminuire la capacità del sistema immunitario di combattere la nuova infezione.
García-Sastre ha esaminato le prime risposte immunitarie delle persone ricoverate in ospedale con COVID-19 in Spagna e ha osservato un aumento dei livelli di anticorpi contro OC43 e un altro beta-coronavirus, chiamato HKU1, che condivideva gli epitopi con SARS-CoV-2. Segni di OAS che colpiscono negativamente le persone con COVID-19 sono stati visti anche da Thompson e dai suoi colleghi, in un preprint pubblicato all’inizio di quest’anno.
L’analisi si è basata su campioni prelevati nel 2020 da persone nel Regno Unito che avevano infezioni asintomatiche e da persone che sono state ricoverate in ospedale con COVID-19 grave, metà delle quali successivamente decedute. I ricercatori hanno scoperto che le persone che sono morte hanno prodotto meno anticorpi contro la proteina spike SARS-CoV-2 rispetto alle persone sopravvissute, ma hanno prodotto la stessa quantità di anticorpi contro un’altra proteina trovata nel virus: la proteina nucleocapside.
Thompson afferma che questi risultati indicano che i ricordi impressi della proteina spike di un diverso coronavirus potrebbero impedire una risposta immunitaria più efficace in coloro che non sono sopravvissuti. “Questa è un’impronta digitale dell’OAS”, dice. Ma aggiunge che è troppo presto per concluderlo definitivamente.
È difficile capire da tali primi risultati se l’OAS sia benefica o dannosa per la risposta immunitaria contro SARS-CoV-2 e i risultati di studi preliminari sono aperti all’interpretazione. Hensley avverte che la semplice misurazione dei livelli di anticorpi non fornisce un quadro completo di una risposta immunitaria complessa.
Pensa anche che la presenza di anticorpi OC43 nelle persone con COVID-19 potrebbe indicare che una recente infezione da OC43 sta aiutando il sistema immunitario a combattere il virus. Ad agosto, uno studio su campioni di operatori sanitari ha dimostrato che gli individui con livelli più elevati di anticorpi OC43, indicando una recente esposizione a OC43, si sono ripresi da un’infezione da SARS-CoV-2 più velocemente rispetto a quelli con livelli più bassi. Altre ricerche hanno mostrato effetti protettivi simili.
In uno studio pubblicato nel dicembre 2020, George Kassiotis, immunologo presso il Francis Crick Institute di Londra, ha anche scoperto che gli anticorpi OC43 preesistenti mostravano reattività al SARS-Cov-2. All’epoca, non era sicuro delle implicazioni, ma dopo aver esaminato gli studi pubblicati dice: “la maggior parte delle prove indica un contributo complessivo positivo, non negativo”.
García-Sastre diventa possibilista e suggerisce che anche se non sono in grado di fermare l’ingresso di SARS-CoV-2 nelle cellule, gli anticorpi OC43 potrebbero innescare il sistema immunitario per uccidere le cellule infette.
