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Una diagnosi completa per comprendere le difese immunitarie acquisite verso il SARS-CoV-2

L’epidemia di SARS-CoV-2 e il suo impatto sulla popolazione mondiale dimostrano l’importanza vitale delle procedure di test che possono riflettere il progresso delle infezioni.

Una diagnosi completa che consideri tutti i pilastri del sistema immunitario è fondamentale per determinare lo stato del paziente al fine di avviare interventi mirati, nonché per comprendere eventuali difese immunitarie acquisite.

L’infezione è clinicamente asintomatica o moderata nella maggior parte dei soggetti. In alcuni casi, l’infezione provoca una grave progressione che può portare anche ad un quadro clinico molto grave.

Per confermare la presenza di RNA virale o di anticorpi SARS-CoV-2 vengono comunemente utilizzati due tipi di test:

  • test RT-PCR (reazione a catena della polimerasi in tempo reale) con tamponi oro-faringei e/o salivari sono usati per eventualmente confermare la presenza di RNA virale

  • Il test anticorpale, comunemente detto “sierologico”, utilizza il rilevamento del braccio adattativo umorale (acquisito) del sistema immune (misurazione degli anticorpi circolanti).

Tuttavia, è sempre più dimostrato che le risposte anticorpali non sono sempre rilevabili, anche quando il soggetto è stato chiaramente esposto/infetto.

Le reazioni delle cellule immunitarie contro il SARS-CoV-2 possono essere rilevate per un periodo di tempo più lungo

La risposta cellulare, l’altro braccio del sistema immunitario, è ora riconosciuta come strumento di analisi importante  per la misurazione degli anticorpi circolanti contro il SARS-CoV-2. Infatti, è la prima linea di difesa del nostro organismo.

Il sistema immunitario cellulare, e in particolare le cellule T, controllano la forza della risposta immunitaria rilasciando citochine per aumentare o sopprimere la risposta, a seconda della carica virale. Il rilevamento di cellule T reattive (cellule effettrici) contro un agente patogeno indica un contatto e quindi un’infezione acuta o pregressa, indipendentemente dal fatto che siano stati prodotti anticorpi.

È interessante notare che in molti casi le reazioni delle cellule T contro SARS-CoV possono essere rilevate per un periodo di tempo più lungo rispetto ai titoli anticorpali. Anche tutta la vita grazie alla memoria immunitaria.

EliSpot-Assay per misurare la risposta immunitaria dopo l’infezione da Coronavirus

L’EliSpot-Assay (Enzyme-linked Immuno-Spot Assay) è in grado di rilevare le reazioni dei linfociti T a livello delle singole cellule e quindi caratterizzare la risposta immunitaria individuale degli individui che sono stati esposti al virus.
Il rilascio di citochine delle cellule T stimolate con antigeni specifici del coronavirus fornisce un quadro differenziato della risposta immunitaria per mostrare lo sviluppo della progressione della malattia e la possibile immunità dopo l’infezione.

 

Principio del saggio EliSpot a fluorescenza a 2 colori (iSpot). Una piastra a 96 pozzetti, rivestita con anticorpi contro le citochine desiderate, viene incubata con PBMC isolati e antigeni del patogeno di interesse per 24 ore. Successivamente, le cellule vengono rimosse e le citochine legate vengono colorate con anticorpi specifici, in questo caso Interferone-y (IFNy) e Interleuchina-2 (IL-2). Questi anticorpi vengono visualizzati in una seconda fase con anticorpi marcati con fluorescenza per generare macchie, che rappresentano una cellula che produce citochine.

 

L’EliSpot Assay (Enzyme-linked Immuno-Spot Assay) è in grado di rilevare le risposte delle cellule T a livello di singola cellula e quindi caratterizza la risposta immunitaria degli individui testati. La visualizzazione delle citochine secrete prodotte dalle cellule T, stimolate con antigeni specifici del coronavirus, fornisce un quadro differenziato della risposta immunitaria per monitorare la progressione della malattia e determinare l’immunità cellulare dopo l’infezione.

I titoli anticorpali individualmente in rapida diminuzione sono descritti anche in recenti pubblicazioni su SARS-CoV-2.

A causa dell’elevata somiglianza con SARS-CoV, il rilevamento della risposta delle cellule T contro SARS- CoV-2 fornisce ulteriori e importanti informazioni sullo stato del sistema immunitario nelle persone infette e guarite (anche per soggetti che non sanno di avere avuto l’infezione per mancanza di sintomi).

Questo sistema di monitoraggio visualizza l’espressione di IFN-γ (interferone- gamma, cellule T attivate) e IL-2 (interleuchina 2, cellule T di memoria) da cellule T funzionali specifiche contro SARS-CoV-2.

Il principio del test T-CEA SARS-CoV-2

Principio del saggio EliSpot a fluorescenza a 2 colori (iSpot). Una piastra a 96 pozzetti, rivestita con anticorpi contro le citochine desiderate, viene incubata con PBMC isolati e antigeni del patogeno di interesse per 24 ore. Successivamente, le cellule vengono rimosse e le citochine legate vengono colorate con anticorpi specifici, in questo caso Interferone-y (IFNy) e Interleuchina-2 (IL-2). Questi anticorpi vengono visualizzati in una seconda fase con anticorpi marcati con fluorescenza per generare macchie, che rappresentano una cellula che produce citochine.

 

Confronto di cellule T helper 1 (Th1) che esprimono IFNy e IL-2 nel contesto dell’infezione. I linfociti T attivati esprimono principalmente IFNy (visualizzato con macchie fluorescenti verdi) a causa della persistenza dell’antigene, di un elevato carico di antigene e/o di un’esposizione o riesposizione acuta dell’antigene. Durante il corso dell’infezione, sorgono cellule T di memoria, che esprimono IL-2 (visualizzata dai punti fluorescenti rossi), e principalmente cellule T a doppia colorazione (fluorescenza gialla) sono visibili a causa della coespressione di IFNy e IL-2. Più a lungo l’infezione viene superata o il carico di antigene viene eliminato principalmente, una reazione dominante delle cellule T memoria IL-2 è visibile mostrata esclusivamente da macchie rosse.

Confronto tra cellule T da donatore post infezione Covid e donatore vaccinato Biontech/Pfizer 

Cellule T CD4+ e CD8+ da donatore infettato naturalmente (A) e vaccinato con Biontech (B), stimolate con SARS-CoV-2 Mix. Le PBMC sono state isolate da due donatori, uno infetto naturalmente 8 settimane fa e un donatore vaccinato con Biontech/Pfizer 2 settimane dopo la seconda immunizzazione. Da questi PBMC, le cellule T CD4+ e CD8+ sono state isolate mediante l’uso di un kit commerciale e il metodo di separazione delle sfere magnetiche. Sia le preparazioni cellulari che le PBMC intatte (immagini non mostrate) sono state utilizzate per CoV EliSpot per determinare la partecipazione delle cellule Th1 e/o Th2 dopo l’infezione naturale e la vaccinazione. Senza alcun dubbio, esclusivamente le cellule T CD4+ e quindi solo le cellule Thelper sono responsabili della risposta immunitaria cellulare, in maniera irrilevante se da vaccino o naturalmente da infezione, come mostrano chiaramente le immagini e i numeri delle macchie.

L’importanza delle Cellule T per una risposta immunitaria efficace 

Le risposte immunitarie umorali e cellulari sono fondamentalmente diverse. La risposta immunitaria cellulare è dipendente dalle cellule T.

Le cellule T sono suddivise in diverse sottopopolazioni (ad esempio Th1 e Th2), che rilasciano citochine diverse a seconda della loro funzione. Alcune di queste citochine innescano la risposta immunitaria umorale. Le cellule T sono quindi all’inizio dei meccanismi di difesa acquisiti. Le diverse sottopopolazioni di cellule T sono il sito centrale della risposta immunitaria sia umorale che cellulare.

Le cellule T effettrici sono cellule T direttamente attivate e differenziate che hanno proprietà pro-infiammatorie. Sono prodotti da cellule T “vergini” dopo essere venute a contatto con il particolare antigene durante un’infezione o una vaccinazione. Dopo la differenziazione proliferano in cloni di cellule T patogeni specifici, che si trovano come cellule T effettori e di memoria nel sangue periferico.

I linfociti T regolatori sopprimono la risposta immunitaria. Come le cellule T effettrici, si formano per differenziazione dalle cellule T native. Un equilibrio tra cellule T effettrici attivate e cellule T regolatorie è fondamentale per una risposta immunitaria efficace e protettiva. Un equilibrio disturbato può essere alla base di una malattia autoimmune o di un processo infiammatorio cronico.

Rilevamento degli anticorpi in caso di infezione Covid-19 (SARS-CoV-2) asintomatica o con sintomi lievi

Nel rilevamento indiretto di una precedente infezione da COVID-19 soprattutto nei pazienti asintomatici o con sintomi lievi, spesso non si riscontrano titoli anticorpali di una certa entità e comunque molto spesso diminuiscono rapidamente.

Molte persone si liberano dell’agente infettivo usando il loro sistema immunitario cellulare prima che vengano prodotti gli anticorpi. Le precedenti infezioni da COVID-19 possono essere rilevate efficacemente rilevando i Linfociti T effettori specifici (o anche non specifici ma che hanno in comune lo stesso determinante antigienico) di SARS-CoV-2 o le cellule di memoria.

Rilevamento dell’immunità cellulare può indicare immunità esistente o pre-esistente 

Se è possibile rilevare cloni di cellule T specifici per SARS-CoV-2, questa non è solo una prova di un precedente contatto virale: il rilevamento può anche indicare un’immunità cellulare esistente o pre-esistente. Questo è particolarmente vero se il rilevamento di IL-2 o un rilevamento combinato di IL-2 e INF-γ rivela evidenza di cellule di memoria.

Secondo i primi studi, le risposte delle cellule T specifiche per SARS-CoV-2 rimangono rilevabili a lungo nel CoV-iSpot. Risposte anticorpali relativamente di breve durata ma immunità delle cellule T di lunga durata significa che cellule di memoria T specifiche per la SARS sono state osservate nei pazienti infettati da SARS dal 2003 al 2020.

Indicazione di possibile immunità contro i Coronavirus in generale

Nel T-CEA, vengono utilizzati anche altri Coronavirus per stimolare i linfociti al fine di chiarire la questione dell’immunità di base del sistema immunitario cellulare dopo un precedente contatto con coronavirus endemici a livello globale. Se il T-CEA mostra prove di risposte delle cellule T specifiche verso i coronavirus in generale e se questi pazienti non sviluppano la malattia o solo sintomi lievi dopo l’infezione da SARS-CoV-2, allora sembra molto probabile una risposta cellulare contro i coronavirus in generale.

L’osservazione che i pazienti con una risposta reattiva ai peptidi dei coronavirus spesso non risultano positivi agli anticorpi anti-SARS-CoV-2 suggerisce anche un’immunità cellulare di base. È possibile che le cellule infettate da virus siano state eliminate dalle cellule effettrici T prima di essere stimolate dalle plasmacellule agli anticorpi.

Domande e risposte

Il T-CEA SARS-CoV-2 test può essere utile per valutare l’immunità relativamente alla vaccinazione?

Sì, sia i vaccini a mRNA che a vettore virale o a DNA sono stati progettati per neutralizzare il peptide S virale.
Il mix di Peptidi utilizzato in questo test utilizza anche la proteina S. In conclusione, se i Linfociti T “sollecitati” dalla presenza della proteina S virale reagiscono, significa che c’è immunità e quindi protezione.

Il test T-CEA SARS-CoV-2 può rilevare una risposta immunitaria a una variante mutata di SARS-CoV-2?

Sì. Di oltre 10.000 mutazioni caratterizzate di SARS-CoV-2, le varianti di interesse sono Alpha, Beta, Gamma e Delta. Tutti questi sono caratterizzati da mutazioni nella regione del gene S. Come mostrato nella figura sottostante, queste mutazioni non interferiscono con il mix di peptidi nel T-CEA SARS-CoV-2.

 

 

Contatta la nostra segreteria per effettuare il test T-CEA (valutazione degli anticorpi Covid)

 

 

Linfociti T effettori e della memori a-Immunità eterologa e sars-cov-2

Bibliografia 

 

Dott. Mauro Mantovani

Responsabile Ricerca e Sviluppo IMBIO
Direttore Scientifico IMBIO Academy

Riferimenti: Linfociti T, Covid-19, Anticorpi SARS-CoV-2
Redattore: Dott. Mauro Mantovani

 



Uno studio preliminare di Angiotensina 1-7 a basso dosaggio più l’ormone pineale Melatonina nel trattamento delle malattie sistemiche umane diverse dal cancro e dalle patologie autoimmuni

Paolo Lissoni, Enrica Porta, Franco Rovelli, Giusy Messina, Arianna Lissoni, Giorgio Porro*, Davide Porro*, Giuseppe Di Fede, Alejandra Monzon, Andrea Sassola, Daniel Pedro Cardinali**
Istituto di Medicina Biologica, Milano, Italia.
*Farmacia Rondinella, Sesto San Giovanni, Milano, Italia.
**Pontificia Universidad Catolica, Buenos Aires, Argentina.
*Autore corrispondente: Paolo Lissoni, Istituto di Medicina Biologica, Milano, Italia.

Abstract

I recenti progressi della psiconeuroimmunologia hanno dimostrato l’esistenza di un fisiologico asse neuroendocrino antinfiammatorio antitumorale, costituito principalmente dalla ghiandola pineale attraverso il suo ormone indolo melatonina (MLT) e il sistema ACE2-angiotensina 1-7 (Ang 1-7). Inoltre, la maggior parte delle malattie sistemiche umane, tra cui il cancro, l’autoimmunità, le patologie metaboliche, cardiovascolari e neurodegenerative, sembrano essere caratterizzate da una carenza endogena nella ghiandola pineale e nel sistema ACE-ACE2. Pertanto, la correzione esogena della carenza di MLT e Ang 1-7 potrebbe migliorare il controllo clinico delle malattie sistemiche umane. Su queste basi, è stato pianificato uno studio preliminare di MLT più Ang 1-7 in pazienti affetti da alterazioni sistemiche diverse dal cancro e dall’autoimmunità. Lo studio ha incluso 33 pazienti consecutivi, le cui patologie erano le seguenti: patologie cardiovascolari: 9; malattie polmonari: 7; sindrome metabolica: 7; patologie neurodegenerative: 10. Sia Ang 1-7 che MLT sono stati somministrati per via orale, alla dose di 0,5 mg/giorno al mattino per Ang 1-7, e alla dose di 10 mg/giorno alla sera per MLT. Il trattamento è stato ben tollerato in tutti i pazienti e non si è verificata alcuna tossicità legata alla terapia.
Al contrario, la maggior parte dei pazienti ha sperimentato un sollievo dall’ansia e dall’astenia, e un miglioramento dell’umore e della qualità del sonno. Inoltre, la maggior parte dei pazienti ha riferito un aumento della diuresi. I valori della pressione sanguigna sono diventati progressivamente nella norma nei pazienti ipertesi. Allo stesso modo, i livelli di glucosio e di colesterolo diminuiscono progressivamente con la terapia nei pazienti diabetici e ipercolesterolemici, rispettivamente. I pazienti con disturbi polmonari hanno riferito un importante miglioramento dell’espettorazione, con un successivo miglioramento della sintomatologia respiratoria. Infine, un apparente miglioramento delle funzioni cognitive e motorie è stato ottenuto nei pazienti con patologie neurodegenerative. Questi risultati preliminari suggerirebbero una futura possibilità medica di trattare le malattie sistemiche umane semplicemente correggendo le loro carenze neuroendocrine endogene, principalmente quelle che coinvolgono le funzioni della ghiandola pineale e del sistema ACE2-Ang1-7.
Parole chiave : ACE2; Angiotensin 1-7; Cardiovascular pathologies; Human systemic diseases; Melatonin; Metabolic syndrome; Neurodegenerative diseases; Pineal gland.

Introduzione

Il drammatico evento planetario dell’infezione da Covid 19 ha dimostrato il ruolo fondamentale dell’ACE2 e del suo prodotto enzimatico, l’angiotensina 1-7 (Ang 1-7), nella regolazione della risposta infiammatoria e dei processi di coagulazione, che prima dell’infezione da Covid 19 era noto solo ad alcuni centri di ricerca (1-5). Infatti, era noto da più di 10 anni che Ang 1-7 esercita un fondamentale effetto antinfiammatorio, antitumorale e antitrombotico, oltre a diverse funzioni biologiche protettive sia sul cuore che sul sistema nervoso (1-5), rappresentando probabilmente la principale molecola endogena dotata di potenziali effetti terapeutici sulla maggior parte delle malattie sistemiche umane, e meno a contribuire alla loro risoluzione (1-6).
I recettori ACE2 sono ampiamente espressi, in particolare a livello endoteliale (1-5). Inoltre, è stata anche dimostrata l’esistenza di un sistema specifico renina-ACE-ACE2 a livello cerebrale (7), che avrebbe un ruolo fondamentale nel controllo dei processi neuroinfiammatori (7-9), che sono responsabili della morte neuronale. Quindi, le malattie neurodegenerative sarebbero dovute almeno in parte ad uno squilibrio tra l’espressione di ACE e ACE2, con una prevalenza dell’espressione di ACE rispetto a quella di ACE2, e una conseguente maggiore produzione di angiotensina II (Ang II) invece di Ang 1-7, e la seguente induzione di processi neuroinfiammatori a causa dell’azione infiammatoria di Ang II (1-5). Purtroppo, nonostante la sua potenziale attività terapeutica nel trattamento di diverse patologie sistemiche, già dimostrata in condizioni sperimentali (1-6), principalmente gli effetti ipotensivi, cardioprotettivi, neuroprotettivi, antitumorali, antinfiammatori, antitrombotici e antifibrotici, pochissimi studi clinici sono stati condotti finora per confermare le ampie proprietà terapeutiche dell’Ang 1-7 anche nelle malattie umane. Inoltre, la maggior parte degli studi clinici ha impiegato Ang 1-7 ad alte dosi, da 0,1 a 0,5 mg/kg di peso corporeo (10,11).
Tuttavia, secondo i recenti progressi nell’area della psico-neuro-endocrino-immunologia (PNEI) (12,13), l’asse ACE2-Ang 1-7 non può essere indagato in modo separato, poiché fa parte di un sistema neuroendocrino sistemico antinfiammatorio antitumorale, che è costituito essenzialmente dallo stesso Ang 1-7, la ghiandola pineale attraverso il suo ormone più noto, l’indolo melatonina (MLT) (14), il sistema endocannabinoide (15), e la funzione endocrina cardiaca in termini di produzione di peptide natriuretico atriale (ANP), che è anche fornire d da effetti antitumorali antinfiammatori (16). Pertanto, il significato biologico di Ang 1-7 deve essere analizzato in relazione almeno alla ghiandola pineale, al sistema cannabinoide e all’ormone cardiaco ANP. Infatti, è stato dimostrato che la MLT può stimolare l’espressione dell’ACE2, con una conseguente maggiore produzione e attività endogena dello stesso Ang 1-7 (17). Inoltre, è stato dimostrato che gli agonisti cannabinoidi possono stimolare la secrezione di MLT dalla ghiandola pineale (18). MLT, cannabinoidi e Ang 1-7 mostrano i loro effetti antinfiammatori, antitumorali e neuro-cardio-protettivi attraverso diversi meccanismi, uno dei più importanti sarebbe rappresentato dall’inibizione della secrezione di IL-17 (19-21), che esercita effetti infiammatori, pro-tumorali e tossici cardiovascolari (22,23), rappresentando una delle principali molecole tossiche endogene. La sindrome metabolica sarebbe anche dovuta a un maggiore stato infiammatorio indotto almeno in parte da IL-17 stesso, promuovendo la secrezione adipocitaria di altre citochine infiammatorie, tra cui IL-6 e TNF-alfa, che permetterebbe l’insulino-resistenza (24). Infine, studi clinici preliminari hanno suggerito che la somministrazione concomitante di MLT possa potenziare l’attività biologica di Ang 1-7 (25), con un’attività clinica ad una dose nettamente inferiore rispetto a quella riportata in letteratura (10,11), e questo evento dipenderebbe probabilmente dall’azione stimolatoria della MLT sull’asse recettoriale ACE2-Ang 1-7-Mas (17). Su queste basi è stato eseguito uno studio clinico preliminare con Ang 1-7 a basso dosaggio in associazione con MLT in pazienti con patologie sistemiche diverse dal cancro e dalle malattie autoimmuni, il cui trattamento richiederebbe una definizione più precisa, per valutare la tollerabilità del trattamento, i suoi effetti soggettivi e la sua potenziale attività terapeutica, anche se in modo molto preliminare.

Pazienti e metodi

Lo studio ha incluso 33 pazienti consecutivi affetti da malattie sistemiche diverse dal cancro e da patologie autoimmuni (M/F: 20-13; età mediana: 68 anni, range 41-82). La patologia dominante consisteva in disturbi cardiovascolari in 9, malattie polmonari in 7, sindrome metabolica in 7, e malattie neurodegenerative nei restanti 10 soggetti. Dopo l’approvazione del Comitato Etico, il protocollo clinico è stato spiegato a tutti i pazienti e ai loro genitori, e il consenso scritto è stato ottenuto. Ang 1-7 è stato dato per via orale in capsule gastroprotette alla dose di 0,5 mg/giorno al mattino. La MLT è stata somministrata per via orale a 10 mg/giorno la sera, generalmente 30 minuti prima del sonno, secondo la sua secrezione circadiana fisiologica luce/buio (15). I pazienti affetti dal morbo di Parkinson sono stati trattati concomitantemente con L-Dopa, mentre nessuna terapia definita è stata seguita dai pazienti affetti da altre patologie neurodegenerative. Nel gruppo dei sei pazienti ipertesi, quattro di loro sono entrati nello studio all’inizio della malattia, mentre gli altri due erano già in trattamento con bloccanti del recettore dell’angiotensina (ARB). Infine, all’interno del gruppo di pazienti affetti da sindrome metabolica, solo due erano in terapia con antidiabetici orali. I pazienti sono stati seguiti per 6 mesi consecutivi, con controlli clinici, strumentali e di laboratorio e intervalli di 2 mesi.

Risultati

Le caratteristiche cliniche dei pazienti e la loro risposta soggettiva e oggettiva alla terapia sono riportate nella tabella 1. Non è stata osservata alcuna tossicità legata alla terapia, e in particolare non si è verificata alcuna ipotensione importante. Al contrario, la maggior parte dei pazienti ha sperimentato un miglioramento della qualità del sonno e dell’umore, un sollievo dall’ansia e un migliore senso della forza, con una risoluzione completa dell’astenia in 7/11 (64%) pazienti con astenia importante prima dello studio. Due pazienti hanno riferito solo un peggioramento paradossale della qualità del sonno, che però era limitato alle prime settimane di terapia. Inoltre, un aumento evidente della diuresi è stato riferito in 22/33 (67%) pazienti, che era particolarmente evidente nei due pazienti con insufficienza ventricolare sinistra, uno dei quali ha interrotto la terapia diuretica. La pressione sanguigna è diminuita in tutti i pazienti ipertesi, e uno dei due pazienti in terapia con ARB ha interrotto il trattamento a causa del controllo della pressione sanguigna ottenuto con MLT e Ang1-7. I pazienti affetti da bronchite cronica e bronchiectasie hanno sperimentato una maggiore espettorazione e un conseguente miglioramento della loro capacità respiratoria. I livelli di colesterolo e di glucosio sono diminuiti progressivamente nei pazienti con sindrome metabolica, anche se con una rapidità diversa. Infine, un apparente miglioramento delle funzioni cognitive e dei disturbi motori è stato osservato nel morbo di Alzheimer e nel morbo di Parkinson, rispettivamente, mentre nessun beneficio è stato osservato nei pazienti con malattia dei motoneuroni.

Discussione

I risultati di questo studio preliminare dimostrerebbero che l’Ang 1-7 a basso dosaggio in associazione con l’ormone pineale MLT può essere un regime neuroendocrino molto ben tollerato ed efficace nel trattamento delle più comuni malattie umane, compresi i disturbi cardiovascolari, metabolici e neurodegenerativi. Studi precedenti avevano già dimostrato che sia la sola MLT (15,26) che il solo Ang 1-7 (1-6) possono esercitare potenziali effetti terapeutici nel trattamento di ipertensione, ischemia cardiaca, alterazioni metaboliche e malattie neuroinfiammatorie. Quindi, questa indagine clinica preliminare suggerirebbe che la combinazione di Ang 1-7 a basso dosaggio e MLT può consentire risultati terapeutici più promettenti rispetto ai singoli agenti, a causa dei loro reciproci collegamenti stimolatori, confermando che alcune delle principali molecole terapeutiche possono essere identificate e ricercate all’interno del corpo umano stesso. Pertanto, il regime neuroimmune di MLT e Ang 1-7 potrebbe essere proposto come terapia sperimentale di malattie umane per le quali non è stato stabilito un protocollo terapeutico standard efficace, come le patologie neurodegenerative, mentre potrebbe essere integrato con le terapie standard nel caso di malattie per le quali è già disponibile una terapia efficace, come la sindrome metabolica e le patologie cardiovascolari, per rendere più fisiologica la loro gestione clinica. La proposta della somministrazione concomitante di MLT più Ang 1-7 nel trattamento delle patologie sistemiche umane è giustificata dal fatto che esse sono già apparse caratterizzate da una diminuita e alterata secrezione endogena sia di MLT che di Ang 1-7 (27-30). Pertanto, le future terapie mediche delle malattie sistemiche umane potrebbero semplicemente consistere nella correzione delle loro principali anomalie neuroendocrine correlate, come quelle della MLT pineale e dell’asse ACE2-Ang 1-7, le cui proprietà bioregenerative sono state ben documentate. Saranno necessari ulteriori studi clinici per stabilire meglio la dose e il programma di somministrazione del regime neuroimmune con MLT e Ang 1-7 a basso dosaggio.

Riferimenti

Simoes-e-Silva AC, Silveira KD, Ferreira AJ, [1] Teixeira MM. ACE2, angiotensina-(1-7) e l’asse del recettore Mas in infiammazione e fibrosi. Br J Pharmacol 169:477-492, 2013.
Rodrigues-Prestes TR, Pessoa-Rocha N, Miranda [2] AS, Teixeira AL, Simoes-e-Silva AC. Il potenziale antinfiammatorio dell’asse ACE2/angiotensina-(1-7)/recettore Mas: prove dalla ricerca di base e clinica. Curr Drug Trargets 18: 1301-13123, 2017.
Cheng H, Wang Y, Wang GQ. Effetto organoprotettivo [3] dell’enzima di conversione dell’angiotensina 2 e suoi effetti sulla prognosi del COVID-19. J Med Virol 92: 726-30, 2020.
Peir C, Moncada S. Sostituzione dell’angiotensina [4] (1-7) per prevenire il danno polmonare nell’infezione da SARS-CoV-2? Circolazione 141: 1665-1666, 2020.
Verdecchia P, Cavallini C, Spanevello A, Angeli [5] F. Il legame fondamentale tra il deficit di ACE2 e l’infezione da SARS-Cov-2. Eur J InternMed 76: 14-20, 2020.
Lissoni P, Porro G, Rovelli F, Lissoni A, Orfan [6] S, Galbanin J, Messina G, Merlin D, Porta E, Di Fede G. Una revisione sulle potenziali proprietà terapeutiche dell’angiotensina 1-7 nella maggior parte delle malattie sistemiche umane. Clin Res Hematol 3: 1-6, 2020.
Xia H, Lazartigues E. Angiotensin-converting [7] enzyme 2 nel cervello: proprietà e direzioni future. J Neurochem 107: 1482-1494, 2008.
Uno studio preliminare di basso dosaggio di Angiotensina 1-7 più l’ormone pineale Melatonina nel trattamento delle malattie sistemiche umane diverse dal cancro e patologie autoimmuni
Archivi di diabete e sistema endocrino V4 . I1 . 2021 5
Almeida-Santos An, Kangussu LM, Campagnole-[8] Santos MJ. Il sistema renina-angiotensina e le malattie neurodegenerative: una breve rassegna.
Pessoa-Rocha N, Simoes-e-Silva AC, Rodrigues-[9] Prestes TR, Feracin V, Machado CA, Ferreira RN, Teixeira AL, Silva de Miranda. RAS nel sistema nervoso centrale: ruolo potenziale I disturbi neuropsichiatrici. Curr Med Chem 25: 3333-3352, 2018.
Rodgers KE, Oliver J, di Zerega GS. Fase II/II studio di escalation della dose [10] di angiotensina 1-7 somministrata prima e dopo la chemioterapia in pazienti con cancro al seno di nuova diagnosi. Cancer Chemother Pharmacol 57: 559-568, 2005.
Forte BL, Slosky LM, ZhangH, Arnold MR, Staatz [11] WC, Hay M, Largent-Milnes TM, Vanderah TW. Recettore dell’angiotensina (1-7)/Mas come agente antinocicettivo nel dolore osseo indotto dal cancro. Dolore 157: 2709-2721, 2016.
Maestroni GJM. L’immunoneuroendocrinerolo [12] della melatonina.J Pineal Res 14: 1-10, 1993.
Ursin H. La psicologia nella psico neuro [13] endocrinologia. Psiconeuro endocrinologia 23: 555-570, 1998.
Brzezinski A. Melatonina negli esseri umani. N Engl J Med [14] 336: 186-195, 1997.
Grotenhermen F. Farmacologia dei cannabinoidi. [15] Neuroendocrinol Lett 25: 14-23, 2004.
Kong X, Wang X, Xu W, Behera S, Hellermann G, [16] Kumar A, Lockey RF, Mohapatra SS. Recettore A del peptide natriuretico come nuovo bersaglio anticancro. Cancer Res 68: 249-256, 2008.
Campos LA, Cipolla-Neto J, Amaral FG, Michelini [17] LC, Bader M, Baltatu OC. L’asse angiotensina-melatonina. doi: 10.1155/2013/521783, 2013.
Lissoni P, Rovelli F, Messina G, Monzon A, Pensato [18] S, Trampetti R, Porro G, Maestroni G, Merli N, Di Fede G. A review on the neuroendocrine regulation of cytokine secretion: possiblemodulation of the cytokine network by the pineal hormone melatonin and cannabidiol. Oncol Res Rev 2: 1-4, 2019.
Kuklina EM, Glebezdina NS, Nekrasova IV. Ruolo della [19] melatonina nella regolazione della differenziazione delle cellule T che producono interleuchina-17 (Th17). Bull Exp Biol Med 160: 656-658, 2016.
Nagarkatti P, Pandey R, Rieder SA, Hegde VL, Nagarkatti [20] M. Cannabinoidsasnovel anti-inflammatorydrugs. Future Med Chem 1: 1333-1349, 2009.
Platten M, Youssef S, Hur EM, Ho PP, Han MH, [21] Lanz TV, Philips LK, Goldstein MJ, Bhat R, Raine CS, Sobel RA, SteinmanL. Bloccare l’enzima di conversione dell’angiotensina induce potenti cellule T regolatrici e modula l’autoimmunità mediata da TH1 e TH17.Proc Natl Acad Sci USA 106: 14948-149534, 2009.
Madhur M, Lob HE, McCann LA, Iwakura Y, [22] Blinder Y, Guzik TJ, Harrison DG. Interleuchina 17 promuove l’ipertensione indotta da angiotensina II e disfunzioni vascolari. Ipertensione 55. 500-507, 2010.
Robert M, Miossec P. Effetti di interleuchina 17 su [23] il sistema cardiovascolare Autoimmun Rev 16: 984-991, 2017.
Lopez-Jaramillo P, Gomez-Arbelaez D, Lopez-[24] Lopez J, Lopez-Lopez C, Martinez-Ortgega J, Gomez-Rodriguez A, Triana-Cubillos S. Il ruolo del rapporto leptina/adiponectina nella sindrome metabolica e diabete. Horm Mol Biol Clin Investig 18: 37-45, 2014.
Lissoni P, Rovelli F, Monzon A, Messina G, Porta E, [25] Porro G, Pensato S, Martin E, Sassola A, Caddeo A, Galli C, Merli N, Valentini A, Di Fede G. COVID-19 disease as angiotensin 1-7 acute deficiency: a preliminary phase 2 study with angiotensin 1-7 in association with melatonin and cannabidiol in COVID-19-infected subjects. J Infectiology 3: 13-16, 2020.
Citazione: Paolo Lissoni, Enrica Porta et al. Uno studio preliminare di Angiotensina 1-7 a basso dosaggio più l’ormone pineale Melatonina nel trattamento delle malattie sistemiche umane diverse dal cancro e dalle patologie autoimmuni. Archivi del diabete e del sistema endocrino. 2021; 4(1): 01-05:
Copyright: 2021 Paolo Lissoni, Enrica Porta et al. Questo è un articolo ad accesso aperto distribuito sotto la Creative Commons Attribution License, che permette l’uso illimitato, la distribuzione e la riproduzione su qualsiasi supporto, purché il lavoro originale sia adeguatamente citato.
Archives of Diabetes and Endocrine System V4 . I1 . 2021

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Prof. Paolo Lissoni
Oncologo



Qual’è il ruolo delle citochine coinvolte nella patogenesi della parodontite cronica?

L’omeostasi del tessuto parodontale, la patogenesi della parodontite cronica e il ruolo delle citochine coinvolte.

In uno stato di salute, il turn-over “locale” e una risposta immunitaria moderata dell’ospite sono equilibrate.
Il microbiota commensale e la stimolazione meccanica causata dalla masticazione partecipano al reclutamento dell’immunità della mucosa locale. In questo stato, vi è un numero appropriato di neutrofili infiltranti nel solco gengivale, nonché alcune cellule immunitarie residenti nel tessuto stesso, comprese le cellule Th17 e le cellule linfoidi innate.

L’interazione tra il microbiota orale e gli agenti patogeni

Tuttavia, se la patogenicità immunitaria del microbiota locale è aumentata dalla colonizzazione di patogeni (chiavi di volta), che attivano eccessivamente la risposta immunitaria dell’ospite, viene avviata la distruzione dei tessuti.

L’interazione tra il microbiota e tutte le cellule ospiti porta alla prima ondata di secrezione di citochine (1), che partecipa principalmente all’amplificazione della stessa in senso pro-infiammatorie e al reclutamento, attivazione e differenziazione di specifiche cellule immunitarie. Inoltre, un gruppo di citochine (2) strettamente correlate alla differenziazione di uno specifico sottoinsieme di linfociti viene secreto dagli MNP e dagli APC dopo la stimolazione da parte del microbioma. Ciascuno di questi sottoinsiemi cellulari secerne un certo pattern di citochine, che potrebbe agire come fattore di feedback positivo o effettore diretto (3), portando infine alla distruzione dei tessuti.

La rete di citochine nella patogenesi della paradontite

 

In questa figura gli effetti delle citochine nella risposta immunitaria dell’ospite sono mostrati a livello delle interazioni intercellulari.

In breve, le citochine proinfiammatorie ben consolidate delle famiglie IL-1, IL-6 e TNF vengono secrete dalle cellule parodontali e dagli immunociti dell’ospite dopo la stimolazione da parte dei patobionti, che attivano e reclutano specifici sottoinsiemi di cellule immunitarie provocando danni diretti ai tessuti.

Quindi, le cellule T naive e le cellule B si differenziano in cellule T mature o plasmacellule sotto l’azione di citochine specifiche e attivano o promuovono ulteriormente altre cellule effettrici, come osteoclasti e neutrofili, che esercitano effetti pro-infiammatori o antinfiammatori.

Tra questi sottoinsiemi cellulari, le cellule Th1 e Treg agiscono principalmente come protettori, mentre le cellule Th2 / B e Th17 esercitano effetti complessi che possono portare alla distruzione o alla protezione dei tessuti in determinate circostanze.

Misurare le Interleuchine con un metodo semplice e non invasivo per individuare il trattamento più efficace atto a migliorare lo stato di salute

Oggi la misurazione delle interleuchine può essere effettuata su saliva con un metodo semplice, affidabile e soprattutto non invasivo.

Il livello di concentrazione nella saliva di una determinata citochina consente di determinare, in caso di infiammazione, il trattamento più efficace per migliorare lo stato di salute dell’individuo.

Scopri di più sull’analisi delle interleuchine

 

Dott. Mauro Mantovani 

Responsabile Ricerca e Sviluppo IMBIO
Direttore Scientifico IMBIO Academy

Riferimenti: Citochine, Paradontite, Risposta immunitaria
Redattore: Dott. Mauro Mantovani

 



I rapporti sull’attività antimicrobica e antinfiammatoria della lattoferrina ne hanno identificato il suo significato nella difesa dell’ospite contro le infezioni e l’infiammazione estrema

La lattoferrina (LF), una proteina legante il ferro appartenente alla famiglia della transferrina (PM: 80 KDa), ha numerose funzioni. Anche se Lf è stata isolata per la prima volta dal latte, si trova anche nella maggior parte delle secrezioni esocrine e nei granuli secondari dei neutrofili. I rapporti sull’attività antimicrobica e antinfiammatoria della lattoferrina ne hanno identificato il suo significato nella difesa dell’ospite contro le infezioni e l’infiammazione estrema (infiammazione cronica persistente di alto grado).

In particolare la lattoferrina (LF) è una proteina legante il ferro non eme, appartenete alla famiglia della transferrina con un’affinità per il ferro, anche 2 volte superiore rispetto a quest’ultima.

In un organismo adulto, la lattoferrina viene sintetizzata dalle cellule epiteliali ghiandolari e viene rilasciata nei fluidi mucosi che “bagnano” la superficie degli organi. Le sue concentrazioni massime si trovano nel colostro e nel latte e livelli inferiori nei fluidi secretori come lacrime, saliva, secrezioni nasali e bronchiali e nelle secrezioni esocrine del pancreas, del tratto gastrointestinale e il sistema genitale. La sua presenza è stata confermata in la sintesi dei granuli specifici dei neutrofili e della lattoferrina avviene durante la granulopoiesi allo stadio dei mielociti.

La struttura molecolare della Lattoferrina

La lattoferrina umana è una proteina caricata positivamente composta da una singola catena polipeptidica comprendente 703 amminoacidi, piegati in due lobi globulari simmetrici – lobi N e C. Ogni lobo è organizzato in due domini (domini N: N1 e N2; domini C: C1 e C2) collegati da una regione cerniera contenente un’α- elica a tre spire.

Entrambi i lobi mostrano un’omologia del 33- 41% nella struttura. Ogni lobo ha un sito di legame per gli ioni ferro (Fe + 2 o Fe + 3) e uno o più potenziali siti di glicosilazione, a seconda della specie da cui è isolato LF. Dipendente nella sua forma, il peso molecolare di LF varia tra 76 e 80 kD. Il grado di saturazione del ferro determina la struttura spaziale di LF, che si presenta in due forme: apolattoferrina (apo-LF), con bassa saturazione di ferro e ololattoferrina ricca di ferro (olo-LF).

La Lattoferrina in commercio

La lattoferrina umana ricombinante bioattiva disponibile in commercio (rhLF) ha tre diverse forme con diversi livelli di saturazione del ferro; apo-rhLF (senza ferro <10%), pis-rhLF (parzialmente saturo di ferro, a ~ 50%) e olo-rhLF (> 90% di saturazione).

L’affinità per la lattoferrina del ferro dipende dal pH e aumenta quando il pH diventa leggermente acido. Saturazione parziale del ferro della lattoferrina (al 15-20%) si trova naturalmente nel corpo. LF mostra un’elevata omologia strutturale indipendentemente dalla specie di mammiferi da cui è stato isolato. La lattoferrina è stata estratta dal colostro umano (lattoferrina umana, hLF); capra (lattoferrina di capra, gLF) con elevata omologia con hLF; cammello (lattoferrina di cammello, cLF) e mucca (lattoferrina bovina, bLF).

I ricercatori hanno stabilito le funzioni della lattoferrina provenienti da varie fonti, con molti studi recenti hanno portato nuove scoperte sul suo ruolo. LF ha una vasta gamma di proprietà fisiologiche, mostrando attività immunomodulatorie, antinfiammatorie, antibatteriche, antivirali, antimicotiche, antiparassitarie, antitumorali, eccezionale attività osteogenica e promozione della formazione di nuovi vasi sanguigni.

Associato con il tessuto mucoso, LF è un componente importante del sistema immunitario innato. Presenta batteriostatico e battericida proprietà contro i batteri Gram-positivi (+) e Gram-negativi (-). Una delle sue funzioni di base e ben note è il trasporto del ferro. Prodotto da cellule specializzate, ad es. nei reni, LF mostra effetti sia antibatterici che antiossidanti, protezione contro le infezioni del tratto urinario. Qui, il meccanismo d’azione consiste nel controllare e ridurre la concentrazione di ferro libero disponibile per i batteri nel sistema urinario.

La regolazione della concentrazione di LF coinvolge macrofagi e monociti con recettori ad alta affinità per LF, consentendo loro di rimuovere rapidamente l’eccesso di LF dalla circolazione. I recettori legano il ferro, trasformandolo in ferritina, mentre la molecola di LF viene degradata.

Trasporto della Lattoferrina

Piccole molecole, compresi i farmaci, richiedono portatori di soluti della famiglia SLC per effettuare il loro assorbimento. La lattoferrina, come proteina, è troppo grande per sfruttare tale percorso, e invece passa dallo stomaco attraverso le cellule epiteliali e nel sangue usando l’endocitosi, specialmente tramite le placche di Peyer, e quando è incapsulato (“Formulato entericamente”) nei liposomi. Questo assorbimento avviene quindi principalmente attraverso la circolazione linfatica piuttosto che attraverso la circolazione portale. LF può anche entrare ed essere riassorbito dalla bile. Attraverso il sangue LF può essere ulteriormente trasportato al SNC tramite il liquido cerebrospinale e attraverso la barriera emato-encefalica.

La somministrazione orale di LF, come è comune con la maggior parte dei farmaci proteici, è scarsamente assorbita dal tratto gastrointestinale umano (GIT) e porta a una riduzione terapeutica efficienza. Di conseguenza, i livelli di biodisponibilità orale assoluta di LF nativa possono essere inferiori all’1%. Nuovi sistemi di somministrazione per migliorare l’assorbimento di LF stanno attirando una crescente attenzione.

Le seguenti caratteristiche dovrebbero essere considerate quando si progetta la formulazione ideale per la somministrazione orale di LF: (1) sicurezza e biocompatibilità del sistema di somministrazione orale; (2) efficienza di intrappolamento; e (3) mantenimento o potenziamento delle proprietà terapeutiche naturali di LF.

LF è nota per essere parzialmente degradata dall’attività enzimatica nel GIT. È stato riportato che bLF è idrolizzata dalla tripsina in frammenti con varie masse molecolari ma i grandi frammenti ([* 30 kDa) hanno mostrato resistenza a ulteriore degradazione. LF può essere completamente degradata durante il passaggio attraverso lo stomaco e l’intestino tenue in vivo negli esseri umani. Gli enzimi nel GIT catalizzano i processi degradativi di LF attraverso la scissione idrolitica del legame peptidico (proteasi) o la modifica chimica della proteina come l’ossidazione e la fosforilazione. Tuttavia, ha dimostrato che bLF ha resistito alla principale degradazione proteolitica nel lume intestinale di topi adulti ed è stato trasportata attraverso il lume intestinale come una molecola intatta.

La barriera di assorbimento presentata dallo strato di gel di muco che copre il tessuto epiteliale gastrointestinale (GI) limita il trasferimento di LF a siti di azione sistemici. Piccole proteine e peptidi lipofili vengono assorbiti principalmente dalle cellule epiteliali attraverso la via transcellulare, mentre proteine e peptidi più idrofili e relativamente più grandi possono in misura limitata entrare nella circolazione sistemica attraverso la via paracellulare attraverso giunzioni strette. Le barriere enzimatiche e di assorbimento contribuiscono alla permeabilità intrinseca molto scarsa di LF attraverso l’epitelio intestinale.

Lattoferrina Liposomiale

In uno studio che impiegava bLF incapsulata in liposomi composti da fosfatidilcolina (PC), la somministrazione orale di LF liposomiale ha mostrato effetti più marcati in termini di soppressione rispetto a LF non liposomiale sul fattore di necrosi tumorale (TNF) indotto da LPS in sangue periferico (PBMC), nonché sull’espressione di TNF-a nel tessuto parodontale marginale. E’ stato dimostrato che i liposomi caricati con LF hanno migliorato la resistenza di LF agli enzimi digestivi, aumentando così l’effetto inibitorio di Lf somministrato per via orale sul riassorbimento osseo alveolare utilizzando modelli di parodontite indotta da LPS. Allo stesso modo, è stato pubblicato uno studio sull’impiego di LF liposomiale per gli effetti antitumorali su melanoma, grazie alla capacità dei liposomi di aumentare l’assorbimento della proteina e il suo accumulo nelle cellule, oltre a proteggere la LF dalla degradazione. La capacità dei liposomi di aumentare l’assorbimento di LF potrebbe essere spiegata dal loro accumulo nelle cellule e dalla capacità di proteggere Lf dalla degradazione enzimatica.

Lattoferrina: un elemento importante nella difesa dell’ospite 

Neutrofili e lattoferrina

LF gioca un ruolo importante nella difesa dell’ospite, al suo rilascio dal neutrofilo. LF migliora anche l’attività delle cellule Natural Killer nella difesa immunitaria e può limitare l’ingresso del virus nelle cellule ospiti durante l’infezione. Come parte della risposta infiammatoria dell’ospite, i leucociti, inclusi i neutrofili, rilasciano LF dai loro granuli, dove è normalmente immagazzinato.

I neutrofili attivati rilasciano anche fibre di cromatina, note come trappole extracellulari dei neutrofili (NET), che intrappolano e uccidono, tra gli altri, i batteri. Queste reti modulano allo stesso modo sia l’infiammazione acuta che quella cronica. NET si trovano anche in varie condizioni autoimmuni come l’artrite reumatoide, il lupus eritematoso sistemico. È interessante notare che 106 neutrofili umani possono rilasciare 15 μg di LF.

Oltre al DNA e agli istoni, le fibre NET contengono proteine extranucleari e proteine come elastasi, mieloperossidasi (MPO) e LF. LF può anche servire da inibitore intrinseco del rilascio di NET in circolazione controllandone il rilascio.

Oltre ad essere parte integrante dei fluidi corporei, la LF senza ferro è immagazzinata nei granuli secondari citoplasmatici dei neutrofili. Durante l’infiammazione, LF viene rilasciato e la concentrazione di LF nel sito dell’infiammazione viene aumentata da 0,4–2,0 μg / mL a 200 μg / mL, giocando un ruolo importante nel meccanismo di feedback della risposta infiammatoria.

LF è anche sintetizzata a livello renale supportando il sistema di difesa immunitaria riducendo il ferro libero dalle urine e rendendolo quindi disponibile per le funzioni metaboliche. È noto che LF modula il suo effetto interagendo con specifici recettori cellulari delle cellule epiteliali e immunitarie e come lipopolisaccaride agli elementi batterici pro-infiammatori. Utilizzando due vie di segnalazione note, il fattore nucleare- kappa B (NF-κB) e la chinasi MAP, LF a livello cellulare modula la differenziazione, la maturazione, l’attivazione, la migrazione, la proliferazione e le funzioni delle cellule immunitarie.

In uno scenario in vitro di LF che supporta l’attivazione della risposta immunitaria, nel sito della lesione, LF accumula i neutrofili che promuovono l’interazione cellula-cellula e l’attivazione della fagocitosi da parte dei leucociti polimorfonucleati (PMN) e dei macrofagi. Di conseguenza, le citochine pro-infiammatorie diminuiscono di numero e l’attività delle cellule natural killer (NK) aumenta supportando così l’attivazione dei linfociti.

Ruolo della lattoferrina nell’attivazione delle cellule immunitarie. La lattoferrina entra nei microvilli intestinali attraverso l’aiuto dei di alcuni recettori presenti sulla superficie mucosa delle cellule intestinali. La molecola della lattoferrina aumenta ulteriormente la risposta immunitaria a causa di IFN- γ, TNF- α, IL-6 e attivando cellule NK, PMN e CD3 +

La Lattoferrina nel trattamento della malattia parodontale

La lattoferrina viene utilizzata anche nel trattamento della malattia parodontale, grazie alla sua azione batteriostatica contro batteri che formano la placca, come Streptococcus mitis, Streptococcus gordoni, Streptococcus salivarius e Streptococcus mutans.

La lattoferrina è una delle proteine presenti nella saliva. La concentrazione di LF nel fluido crevicolare gengivale dipende dal volume della saliva secreta, ma anche dalla condizione patologica del cavo orale. È stato mostrato in i campioni raccolti localmente dalla cavità orale di pazienti con malattie gengivali, la concentrazione di LF è aumentata a 63 ng / sito, mentre in quelli con malattia parodontale è aumentato a 90 ng / sito, rispetto ai livelli sani soggetti (36 ng / sito / sito). Il significato di LF nelle malattie parodontali è enfatizzato da studi sperimentali. Nei test su topi con knockout di lattoferrina (LFKO – / -) e indotto da alloxano diabete, gli animali erano più suscettibili alla parodontite indotta da Aggregatibacter actinomycetemcomitans.

Le malattie parodontali sono associate all’infiammazione del tessuto che circonda il dente, a causa dell’accumulo della placca sottogengivale formata principalmente da batteri Gram-negativi.

Un nuovo metodo di trattamento della malattia parodontale utilizza la LF bovina che:

  1. inibisce il processo infiammatorio legandosi liberamente agli ioni ferro
  2. si legano alla superficie dei batteri
  3. inibisce la crescita del biofilm

Le proprietà batteriostatiche di LF sono confermate da prove cliniche. Il problema frequente dell’alitosi (cattivo odore orale) causato dal metabolismo batterico si riscontra in circa il 50% dei pazienti nel mondo, e nel 90% l’eziologia è correlata ai processi microbici nella cavità orale. È accompagnato dalla presenza di placca e tartaro, malattie parodontali, come la parodontite e infezioni che coinvolgono protesi, carie, ulcere alla bocca e ulcerazioni.

In studi randomizzati, ai pazienti con alitosi è stata somministrata una singola dose orale di un farmaco commerciale, una compressa contenente 20 mg di lattoferrina, 2,6 mg di lattoperossidasi, e 2,6 mg di glucosio ossidasi. Già 30 minuti dopo la somministrazione della compressa, il cattivo odore è stato inibito.

Proprietà antimicrobiche della Lattoferrina 

Una delle caratteristiche più note di LF è che è antibatterico, antivirale, antifungino, antinfiammatorio e anti- cancerogeno. La sua capacità di limitare la disponibilità di ferro ai microbi è una delle sue proprietà amicrobiche cruciali.

L’effetto battericida è una proprietà molto importante dell’LF, rendendolo un’interessante alternativa agli antibiotici resistenza. È stato dimostrato che la lattoferrina è un agente antimicrobico efficace.
L’attività antibatterica della lattoferrina è attribuita alla sua capacità di sequestrare il ferro, un elemento necessario per la crescita e la proliferazione di microrganismi nei fluidi corporei. Inibizione della proliferazione batterica da parte di la lattoferrina tramite chelazione del ferro libera è una delle sue prime funzioni scoperte. È stata determinata la sua attività antibatterica da studi in vitro in cui la soluzione allo 0,5% della lattoferrina purificata ottenuta dal latte umano, priva di immunoglobulina, lisozima e transferrina, sono stati posti sulla superficie del gel con due specie di batteri, Staphylococcus albus e Staphylococcus aureus.

È stato dimostrato che LF inibisce la crescita di S. albus e l’introduzione di ferro ionizzato nel la soluzione di lattoferrina ha neutralizzato quell’effetto.

La lattoferrina ha anche un effetto battericida non correlato al legame del ferro. Ha la capacità di influenzare i batteri direttamente, grazie alla sua struttura specifica con una regione N-terminale altamente caricata positivamente. Agendo sulle pareti cellulari dei batteri Gram positivi, LF è in grado di disintegrarsi loro, aumentando la loro permeabilità e di conseguenza inducendo la morte cellulare.

LF si lega al lipopolisaccaride (LPS), parte integrante delle pareti dei batteri Gram-negativi, che porta alla loro disintegrazione. Studi sperimentali hanno dimostrato che l’effetto battericida dell’LF dipende dalla sua concentrazione. Un contatto diretto della lattoferrina con la pepsina nello stomaco porta alla digestione o degradazione idrolitica. La lattoferrina così generata ha un effetto antibatterico più potente e uno spettro più ampio di azione rispetto a LF nativa. L’effetto inibitorio sui microrganismi si ottiene a una dose bassa (0,5-500 mg / mL).

LF mostra anche un effetto sinergico in combinazione con antibiotici. Il meccanismo consistente nell’aumentare la permeabilità della parete cellulare facilita la penetrazione dell’antibiotico nel citoplasma della cella di destinazione. Ciò si traduce in un’azione chemioterapica più rapida ed efficace.

Proprietà antibatteriche della Lattoferrina 

I batteri hanno sviluppato vari modi per sequestrare il ferro. Nella figura viene mostrato come i batteri acquisiscono il ferro attraverso il riconoscimento mediato dai recettori di transferrina, emopexina, emoglobina o complessi emoglobina-aptoglobina e anche LF. Oltre a legarlo direttamente dall’ambiente, i siderofori batterici possono ottenere ferro rimuovendolo dalla transferrina, dalla lattoferrina o dalla ferritina. Questi complessi sideroforo-ferro vengono quindi riconosciuti dai recettori presenti sul batterio.

Le funzioni immunitarie innate dell’ospite sono supportate dalla proteina circolante, la siderocalina, nota anche come lipocalina associata alla gelatinasi neutrofila (NGAL), lipocalina2 o Lcn2 poiché inibisce l’acquisizione e il rilascio di ferro mediati dai siderofori.

Sebbene LF abbia vari mezzi per contrastare i batteri come parte della sua funzione immunitaria, è anche in grado di essere dirottato a beneficio delle attività dei batteri. Pertanto, i batteri possono anche sfruttare l’LF rimuovendo il suo ferro ferrico legato. Questo processo comporta la sintesi di chelanti di ioni ferrici ad alta affinità da parte dei batteri, l’acquisizione del ferro tramite LF o il legame della transferrina, mediata dai recettori batterici superficiali specifici del batterio, o l’acquisizione del ferro attraverso le riduttasi batteriche, che sono in grado di ridurre il ferro ferrico in ioni ferrosi.

Diversi patogeni Gram-negativi, inclusi membri dei generi Neisseria e Moraxella, hanno sviluppato sistemi a due componenti in grado di estrarre il ferro dall’ospite. N. meningitidis è una delle principali cause di meningite batterica nei bambini. Mentre la maggior parte dei batteri patogeni impiega siderofori per chelare il ferro, Neisseria ha sviluppato una serie di trasportatori di proteine che dirottano direttamente il ferro sequestrato nella transferrina ospite, nella lattoferrina e nell’emoglobina. Tuttavia, più del 90% di LF nel latte umano è sotto forma di apolattoferrina, che compete con i batteri siderofili per il ferro ferrico e interrompe la proliferazione di questi microbi e altri patogeni. Allo stesso modo gli integratori di LF possono svolgere un ruolo importante per contrastare i processi batterici. La LF è di conseguenza un elemento significativo della difesa dell’ospite ei suoi livelli possono variare in salute e durante la malattia. È quindi noto per essere un modulatore delle risposte immunitarie innate e adattive.

Proprietà antivirali della Lattoferrina 

L’effetto antivirale di LF consiste nell’inibire la replicazione del DNA virale e dell’RNA. Uno dei meccanismi di azione, confermata in modelli sperimentali, è il suo effetto protettivo sulle cellule prive di virus. È stata osservata anche LF legarsi direttamente alle molecole nelle strutture dei virus come HSV, HIV e HCV.

Un altro meccanismo dell’azione antivirale di LF è la sua capacità di bloccare i recettori della superficie cellulare. L’affinità di LF per i glicosaminoglicani provoca il blocco iniziale dei siti di legame del virus fase di infezione. Ciò impedisce l’uso di molecole di superficie come recettori o corecettori specifici per i diversi tipi di virus e impedisce la fusione virale. Questo meccanismo è stato descritto, tra l’altro, in HBV, HPV, HSV e HIV. È stato anche dimostrato che l’effetto dell’apolattoferrina su alcuni virus era maggiore di quello dell’olo-lattoferrina.

La lattoferrina ha chiaramente benefici immunologici, oltre ad avere un importante ruolo antibatterico e antivirale. Poiché è noto che interferisce con alcuni dei recettori utilizzati dai coronavirus, può contribuire utilmente alla prevenzione e al trattamento delle infezioni da questi ultimi. Il legame LF – HSPG impedisce il primo contatto tra virus e cellule ospiti e quindi previene la successiva infezione. Gli stessi HSPG non sono sufficienti per l’ingresso di SARS-CoV.

Tuttavia, nelle infezioni da SARS-CoV, gli HSPG svolgono un ruolo importante nel processo di ingresso cellulare. I siti di ancoraggio forniti dagli HSPG consentono il contatto iniziale tra il virus e le cellule ospiti e la concentrazione di particelle virali sulla superficie cellulare. Il SARS-CoV legato agli HSPG rotola quindi sulla membrana cellulare ed esegue la scansione di recettori di ingresso specifici, il che porta al successivo ingresso cellulare.

LF migliora l’attività delle cellule naturali killer e stimola l’aggregazione e l’adesione dei neutrofili nella difesa immunitaria e può limitare l’ingresso del virus nelle cellule ospiti durante l’infezione. Suggeriamo che questo processo potrebbe essere lo stesso per COVID-19, offrendo così strategie utili per la prevenzione e il trattamento. Attualmente, c’è anche un rinnovato interesse per il blocco ACE2 e HSPG, come discusso nell’introduzione. LF può quindi essere un ottimo integratore da assumere, non solo come contributo alla prevenzione ma forse come terapia in caso di diagnosi di COVID-19. Possibile azione di lattoferrina occupando siti di legame di SARS-CoV-2 che causa COVID-19.

L’ingresso nelle cellule ospiti si verifica quando SARS-CoV-2 si attacca per la prima volta ai proteoglicani di Heparan solfato (HSPG). Questo attaccamento avvia il primo contatto tra la cellula e il virus, concentrando il virus sulla superficie cellulare, seguito dal legame del virus al recettore ospite (ACE2) e l’associazione e l’ingresso sono quindi facilitati tramite fosse rivestite di clatrina. La replicazione del virus può quindi avvenire all’interno della cellula. Una delle caratteristiche della lattoferrina è che si attacca agli HSPG. Attualmente non siamo a conoscenza se ACE2 sia anche un recettore per la lattoferrina. La lattoferrina può bloccare l’ingresso di SARS-CoV-2 nella cellula ospite, occupando HPSG, prevenendo così l’attaccamento e l’accumulo iniziale di SARS-CoV-2 sulla membrana della cellula ospite.

Livelli ridotti di lattoferrina salivare sono specifici per la malattia di Alzheimer

La malattia di Alzheimer (AD) è una delle malattie neurodegenerative più devastanti e rappresenta una delle principali preoccupazioni per la salute pubblica con oltre 30 milioni di persone colpite in tutto il mondo. La causa della malattia è ancora sconosciuta, ma l’ipotesi più accettata afferma che l’accumulo di amiloide-β (Aβ) nel cervello potrebbe inizialmente innescare la cascata patologica.

Evidenze accumulate suggeriscono che le infezioni batteriche e virali possono essere implicate nella patogenesi dell’AD. Nella cascata di eventi che precedono l’AD, i microrganismi orali e gastrointestinali possono svolgere un ruolo e diversi tipi di microbi hanno dimostrato di stimolare l’aggregazione e la deposizione di Aβ. Pertanto, può esistere un’interazione tra fattori di rischio genetici e ambientali, comprese le tossine e / o patogeni batterici, virali e fungini nella forma sporadica di AD a insorgenza tardiva che riflette la sua eziologia complessa e multifattoriale.

La questione se le infezioni orali possano essere considerate un fattore di rischio per l’AD ha generato negli ultimi anni una notevole ricerca. Le proteine e i peptidi antimicrobici (APP), chiamati anche” agenti di difesa dell’ospite”, sono le molecole effettive primarie dell’immunità innata. Un nuovo ruolo per le APP è stato proposto nella patologia dell’AD. Il ruolo emergente dei microbi e delle vie immunitarie innate nella patologia dell’AD suggerisce anche che le APP possono essere prese in considerazione per interventi terapeutici precoci in futuri studi clinici. Agenti patogeni e marker di infezioni cerebrali sono coinvolti nell’aggregazione dell’amiloide, rafforzando la possibile relazione tra AD e infezioni cerebrali.

I biomarcatori che riflettono l’integrità del sistema immunitario innato potrebbero quindi essere utili sia per una diagnosi accurata che precoce, nonché per la prognosi della malattia. Un promettente candidato biomarcatore è la lattoferrina (LF), una proteina legante il ferro appartenente alla famiglia della transferrina ed espressa in tutti i fluidi corporei, in particolare nei fluidi esocrini, lacrime o saliva.

LF ha un’ampia varietà di funzioni fisiologiche tra cui attività antiossidanti, proprietà neuroprotettive, regolazione della risposta immunitaria, potenziale antinfiammatorio e anti-cancerogeno. Inoltre, la Lf è stata precedentemente rilevata nelle placche senili, nei grovigli neurofibrillari e nella microglia del cervello di AD.

Poiché LF è uno dei principali peptidi antimicrobici nella saliva, rappresenta inoltre un importante elemento difensivo inducendo un ampio spettro di effetti antimicrobici contro batteri, funghi, protozoi, virus e lieviti. Gli effetti antimicrobici di LF sono conferiti dalla sua regione N-terminale con carica altamente positiva. Queste funzioni sono mantenute dai suoi prodotti di idrolisi, una serie di peptidi derivati da LF che, trattenendo la regione cationica N-terminale della proteina nativa, mantengono anche molte delle attività di LF e in alcuni casi possono essere anche più potenti del genitore proteina.

Livelli di lattoferrina salivare in pazienti con aMCI, AD e controlli sani. (A) I livelli di lattoferrina diminuiscono in aMCI e AD rispetto al gruppo di controllo. Il grafico a riquadro mostra la mediana, l’intervallo interquartile e i valori estremi di ciascun gruppo.; (B) Correlazione tra i livelli di lattoferrina nella saliva e il declino cognitivo nei gruppi aMCI e AD. I livelli di lattoferrina sembravano essere correlati negativamente con la gravità della malattia; analisi di correlazione tau di Kendall). (ottenuta La lattoferrina salivare è correlata in modo significativo con Ab42 (E) e tau totale (F) nel liquido cerebrospinale, sulla base dell’analisi di correlazione di Spearman.

 

Di seguito, viene presentato uno studio che può risultare estremamente interessante nel dosaggio da della lattoferrina salivare come un nuovo biomarcatore diagnostico aMCI / AD. Secondo un primo studio, la lattoferrina salivare ha aiutato a classificare in maniera precisa tutti i pazienti con aMCI / AD e tutti i soggetti cognitivamente sani e ha mostrato una correlazione molto alta con i biomarcatori CSF convalidati. Inoltre, in un secondo studio (coorte “non clinica”), sono stati trovati individui apparentemente sani con bassi livelli di lattoferrina saliva che erano ad alto rischio di convertirsi alla demenza aMCI / AD (più del 77%).

Di conseguenza, e sebbene siano necessari ulteriori studi clinici, si può ipotizzare che la lattoferrina salivare può emergere come biomarcatore preciso ed affidabile per la diagnosi di aMCI / AD e può aiutare a identificare, dopo uno screening della popolazione generale, quei soggetti “apparentemente sani” che soffrono di underdiag – Alzato il naso in stadio preclinico AD o addirittura MCI.

È abbastanza ben noto che la diagnosi clinica dei pazienti con aMCI / AD è impegnativa. Tuttavia, l’accuratezza della diagnosi clinica di AD da parte dei medici specializzati in questo studio è di circa il 90%, simile a quella riportata altrove. È interessante notare che, dopo una valutazione più approfondita dei risultati ottenuti nello studio di correlazione con biomarcatori (lattoferrina salivare vs. tau totale CSF e CSF Ab42), è stato scoperto che sebbene tutti i partecipanti cognitivamente normali avevano livelli di lattoferrina normali / alti (7,3 mg / mL), 7 su 68 (10%) possono avere patologia preclinica di Alzheimer, in base ai loro livelli di Ab42 nel CSF. Dopo aver monitorato l’evoluzione clinica di questi 7 soggetti, è stato scoperto che uno di loro, con livelli di lattoferrina di 8 mg / mL (vicini al valore di cutoff), si è convertito in MCI 6 anni dopo. Ciò può suggerire che il declino della lattoferrina salivare avvenga in una fase successiva del processo preclinico di DA, principalmente quando compare un deficit cognitivo sottile, tenendo conto del modello ipotetico della cronologia.

Inoltre, abbiamo scoperto che 7 dei 59 (11,9%) pazienti con diagnosi clinica di AD mostravano livelli normali di CSF Ab42. Quattro di questi 7 pazienti avevano livelli normali di Ab42 nel liquido cerebrospinale ma alti livelli totali di tau. Quest’ultimo può suggerire che la lattoferrina salivare può anche funzionare come biomarcatore

di disfunzione corticale / cognitiva associata ad altri tipi di demenza oltre all’AD. Infatti, a questi 4 pazienti è stata diagnosticata clinicamente una demenza mista di AD, inclusa la componente vascolare e la demenza con corpi di Lewy. I risultati forniscono anche la prova che la lattoferrina salivare può funzionare per identificare soggetti “apparentemente sani” che soffrono di AD preclinico in stadio avanzato o aMCI, un numero elevato dei quali è attualmente sottodiagnosticato.

La lattoferrina, un importante modulatore della risposta immunitaria e dell’infiammazione, rappresenta un importante elemento difensivo inducendo un ampio spettro di effetti antimicrobici. Un nuovo ruolo per i peptidi antimicrobici è stato proposto nella patologia dell’AD come agenti patogeni e marcatori di infezioni cerebrali coinvolti nell’aggregazione dell’amiloide, rafforzando la relazione tra AD e infezioni cerebrali.

La lattoferrina salivare classifica in modo robusto i pazienti con aMCI e AD da soggetti sani di controllo. L’accuratezza del rilevamento è uguale o superiore a quella ottenuta da altri studi pubblicati sul sangue e sul liquido cerebrospinale. Tuttavia, la saliva è di gran lunga più conveniente e più facile da ottenere e costa meno da acquisire rispetto al sangue e al liquido cerebrospinale. Inoltre, il biomarcatore è costituito da una singola proteina, la lattoferrina, a differenza di altre basate su un insieme di proteine, lipidi o array di RNA, rendendolo più utile per lo screening in studi clinici su larga scala e per un uso clinico futuro.

Sono necessarie ulteriori analisi di coorte longitudinali per valutare come il marker della lattoferrina salivare possa aiutare a differenziare tra AD e altre malattie neurodegenerative, inclusa la demenza con corpi di Lewy o la demenza frontotemporale. Infine, ci proponiamo di studiare la correlazione dei livelli di lattoferrina salivare con i biomarcatori fondamentali del CSF e la neuroimaging PET e le potenziali variabili confondenti, inclusi i disturbi di co-morbidità, lo stato fisiologico o la dieta. Questi nuovi studi sarebbero altamente raccomandati, fornendo una linea indicativa della capacità della lattoferrina salivare di identificare i pazienti affetti da aMCI / AD. Inoltre, può funzionare anche per identificare soggetti “apparentemente sani” che soffrono di AD preclinico in stadio avanzato o aMCI, un numero elevato dei quali è attualmente sottodiagnosticato. Si ritiene quindi che

questi risultati possano rappresentare un progresso significativo nel consenso del National Institute on Aging e dell’Alzheimer’s Association per i biomarcatori dell’AD preclinico.

Dott. Mauro Mantovani 

Responsabile Ricerca e Sviluppo IMBIO
Direttore Scientifico IMBIO Academy

Riferimenti: Lattoferrina, Sistema immunitario, Covid-19
Redattore: Dott. Mauro Mantovani

Bibliografia a supporto:
– E. Carro et al. / Alzheimer’s & Dementia: Diagnosis, Assessment & Disease Monitoring 8 (2017) 131-138
– J.R. Kanwat et. Al. Multifunctional Iron Bound Lactoferrin and Nanomedicinal Approaches to Enhance Its Bioactive Functions May 2015, Molecules
– Douglas B. Kell Front. Immunol., 28 May 2020 The Biology of Lactoferrin, an Iron-Binding Protein That Can Help Defend Against Viruses and Bacteria



L’interleuchina (IL) -6, una citochina con ridondanza e attività pleiotropica, contribuisce alla difesa dell’ospite contro lo stress ambientale acuto, mentre è stato dimostrato che la produzione di IL-6 persistente e disregolata gioca un ruolo patologico in varie malattie infiammatorie autoimmuni e croniche.

Quando l’IL-6 viene sintetizzato in modo transitorio, partecipa prontamente alla difesa dell’ospite contro lo stress ambientale come infezioni e lesioni e allo stesso tempo fornisce un segnale “SOS” (avvertimento) innescando un ampio spettro di eventi biologici. Una volta che la fonte di stress viene rimossa dall’ospite, l’attivazione mediata da IL-6 della cascata di trasduzione del segnale viene interrotta da sistemi di regolazione negativa in combinazione con la normalizzazione dei livelli sierici di IL-6 e PCR.

TUTTAVIA, LA PRODUZIONE PERSISTENTE DI IL-6 DISREGOLATA È STATA IMPLICATA NELLO SVILUPPO DI VARIE MALATTIE INFIAMMATORIE CRONICHE AUTOIMMUNI E PERSINO TUMORI.

Sembra che la continua e persistente produzione di IL-6, sovra regolata ma comunque sub-clinica, sia dovuta in parte allo stato di stress persistente a cui viene costantemente sottoposto l’organismo, dovuto a fattori concomitanti, come: stress emotivo, ambientale, alimentare, da xenobiotici, e infezioni da vari parassiti (batteri, virus, protozoi).

Tutto ciò induce una up-regolazione di citochine infiammatorie ed antinfiammatorie (come IL-10) che tendono all’omeostasi, evitando per questo una risposta violenta da parte del sistema immunitario e quindi un danno d’organo che può risultare fatale.

In questo scenario “disregolato”, si evince come il sistema immunitario adattativo risulti disregolato e “anergico”, con un iperattivazione leucocitaria, rappresentata in particolar modo dai neutrofili, perpetrando in un “loop” a feed-back positivo: l’infiammazione silente.

IL-6 tempesta citochimica interleuchine sistema immunitario tumori Covid-19

IL-6 è una citochina con attività pleiotropica; induce la sintesi di proteine della fase acuta come PCR, siero amiloide A, fibrinogeno ed epcidina negli epatociti, mentre inibisce la produzione di albumina. IL-6 svolge anche un ruolo importante sulla risposta immunitaria acquisita stimolando la produzione di anticorpi e lo sviluppo delle cellule T effettrici. Inoltre, IL-6 può promuovere la differenziazione o la proliferazione di diverse cellule non immunitarie. A causa dell’attività pleiotropica, la produzione continua disregolata di IL-6 porta all’insorgenza o allo sviluppo di varie malattie.

Che legame c’è tra la CRS (Sindrome di rilascio citochinico) la risposta infiammatoria sistemica e il Covid-19 

La CRS (Sindrome di rilascio citochinico) è una risposta infiammatoria sistemica che può essere causata da infezioni, alcuni farmaci e altri fattori, caratterizzata da un forte aumento del livello di un gran numero di citochine pro-infiammatorie.

La CRS è più comune nelle patologie legate a infezioni virali. SARS-CoV-2 si lega alle cellule epiteliali alveolari. Il virus quindi attiva il sistema immunitario innato e adattativo, provocando il rilascio di un gran numero di citochine, inclusa IL-6. Inoltre, la permeabilità vascolare è aumentata da questi fattori pro-infiammatori, con il risultato che una grande quantità di liquidi e cellule del sangue entrano negli alveoli, con conseguente dispnea e persino insufficienza respiratoria.

Dati emergenti suggeriscono che molti pazienti infetti da COVID-19 possono morire a causa di una risposta eccessiva del loro sistema immunitario, caratterizzato dal rilascio anormale di citochine circolanti, chiamata sindrome da rilascio di citochine (CRS).

La CRS gioca un ruolo importante nel deterioramento dei pazienti COVID-19, dalla polmonite alla sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS), che si accumula nell’infiammazione sistemica e, in ultima analisi, nell’insufficienza d’organo multi sistemica. Questo fenomeno di una pletora di citochine che scatenano il caos in tutto il corpo viene spesso definito in modo vivido “tempesta di citochine”.

Molte citochine prendono parte alla “tempesta di citochine” nei pazienti COVID-19, tra cui IL-6, IL-1, IL-2, IL-10, TNF-α e IFN-γ; tuttavia, un ruolo cruciale sembra essere svolto dall’IL-6, i cui livelli aumentati nel siero sono stati correlati con insufficienza respiratoria, ARDS e esiti clinici avversi.

IL-6 ha proprietà pro-infiammatorie significative e funziona attraverso due principali vie di segnalazione: cis o trans. L’attivazione di questa cascata di segnali porta a effetti pleiotropici sul sistema immunitario acquisito (cellule B e T) e sul sistema immunitario innato (neutrofili, macrofagi e cellule natural killer) che possono contribuire alla CRS. Ciò aggrava gravemente la “tempesta di citochine” attraverso la secrezione del fattore di crescita endoteliale vascolare (VEGF), la proteina chemio attrattiva dei monociti-1 (MCP-1), IL-8 e ulteriore IL-6, nonché una ridotta espressione di E-caderina sull’endotelio cellule.

La secrezione di VEGF e la riduzione dell’espressione di E-caderina contribuiscono alla permeabilità e alle perdite vascolari che partecipano alla fisiopatologia dell’ipotensione e della disfunzione polmonare nell’ARDS.

Precedenti studi hanno dimostrato l’efficacia degli antagonisti dell’”IL-6-IL-6R” per il trattamento della CRS e della linfoistiocitosi emofagocitica secondaria (sHLH), entrambi caratterizzati dalla sovraregolazione delle citochine sieriche. Ciò suggerisce un ruolo cruciale per IL-6 nella fisiopatologia delle sindromi iperinfiammatorie guidate dalle citochine e classifica l’IL-6 come potenziale bersaglio per la terapia mirata COVID-19. Sono infatti in corso antagonisti di IL-6 e IL-6R per studi clinici per la gestione di pazienti COVID-19 con gravi complicanze respiratorie.

Tutte queste evidenze evidenziano l’importanza della “tempesta di citochine” e in particolare dell’IL-6 e delle sue vie di segnalazione a valle nella malattia COVID-19. Una rilevazione e un monitoraggio accurati di tutte queste componenti sono fondamentali per una migliore comprensione della progressione della malattia e per valutare la miglior risposta terapeutica.

L’immunopatologia di Covid-19 

 

Immunopatologia Covid-19

I modelli immunitari di COVID-19 includono linfopenia, attivazione e disfunzione dei linfociti, anomalie di granulociti e monociti, aumento della produzione di citochine e aumento degli anticorpi.

La linfopenia è una caratteristica chiave dei pazienti con COVID-19, specialmente nei casi gravi. CD69, CD38 e CD44 sono altamente espressi sulle cellule T CD4 + e CD8 + dei pazienti e le cellule T virus-specifiche dei casi gravi mostrano un fenotipo di memoria centrale con alti livelli di IFN-γ, TNF-α e IL-2.

Tuttavia, i linfociti mostrano un fenotipo di esaurimento con sovraregolazione della proteina 1 di morte cellulare programmata (PD1), dominio dell’immunoglobulina delle cellule T e dominio della mucina-3 (TIM3) e del membro 1 della sottofamiglia C del recettore simile alla lectina delle cellule killer (NKG2A). I livelli di neutrofili sono significativamente più alti nei pazienti gravi, mentre la percentuale di eosinofili, basofili e monociti è ridotta.

L’aumento della produzione di citochine, in particolare di IL-1β, IL-6 e IL-10, è un’altra caratteristica chiave del COVID-19 grave. Anche i livelli di IgG sono aumentati e c’è un titolo più alto di anticorpi totali.

Potenziali meccanismi di immunopatologia indotta da SARS-CoV-2

Potenziali meccanismi di immunopatologia indotta da SARS-CoV-2
a I potenziali meccanismi di deplezione ed esaurimento dei linfociti. (1) L’espressione del recettore ACE2 sui linfociti, in particolare sui linfociti T, promuove l’ingresso di SARS-CoV-2 nei linfociti. (2) Un aumento concomitante dei livelli di citochine infiammatorie promuove l’esaurimento e l’esaurimento delle cellule T. (3) SARS-CoV-2 danneggia direttamente gli organi linfatici, inclusi milza e linfonodi, inducendo linfopenia. (4) L’aumento dei livelli di acido lattico inibisce la proliferazione e la disfunzione dei linfociti. b La linfopenia può portare a infezioni microbiche, favorendo ulteriormente l’attivazione e il reclutamento di neutrofili nel sangue. c I potenziali meccanismi di induzione della tempesta di citochine. (1) Le cellule T CD4 + possono essere attivate rapidamente in cellule Th1 che secernono GM-CSF, inducendo ulteriormente i monociti CD14 + CD16 + con alti livelli di IL-6. (2) Un aumento della sottopopolazione di monociti CD14 + IL-1β + promuove una maggiore produzione di IL-1β. (3) Le cellule Th17 producono IL-17 per reclutare ulteriormente monociti, macrofagi e neutrofili e stimolare altre cascate di citochine, come IL-1β e IL-6 tra le altre. d Un anticorpo monoclonale neutralizzante mirato al virus può favorire l’ingresso del virus nelle cellule attraverso la regione Fc dell’anticorpo legato al recettore Fc (FcR) sulle cellule; questo è correlato alla progressione della malattia e agli scarsi risultati dei pazienti con COVID- 19.

 

In uno studio pubblicato su Signal Transduction and Target Therapy sono stati arruolati trentasei casi adulti con COVID-19 grave e con prognosi critica in cui sono state valutate diverse citochine tra cui IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, TNF-α e IFN-γ; si è visto che erano notevolmente aumentati, specialmente IL-6 e IL-10. Inoltre, le percentuali di pazienti con sovraregolazione di IL-6 e IL-10 erano rispettivamente del 97,0% e del 100,0%, che erano significativamente più alti di quelli dei pazienti con quadro clinico migliore. Inoltre, i livelli di IL-6 e IL-10 nei pazienti COVID-19 critici erano significativamente più alti rispetto a quello nei pazienti COVID-19 gravi. Questi risultati dimostrano che il livello di citochine era elevato nei pazienti COVID-19 gravi e critici, in particolare IL-6 e IL-10 erano enormemente aumentati.

Per valutare ulteriormente la correlazione tra questi parametri immunitari e la prognosi clinica, sono state analizzate le sopravvivenze complessive in pazienti con livelli alti e bassi di sottopopolazioni linfocitarie e citochine. E’ stato scoperto che i pazienti con livelli elevati di linfociti totali, T totale, CD4 + T, CD8 + T e cellule NK avevano una buona sopravvivenza. Inoltre, i pazienti con alti livelli di IL-6 e IL-10 avevano una scarsa sopravvivenza globale. Tra questi pazienti COVID-19, le percentuali di pazienti con alti livelli di linfociti, inclusi linfociti totali, T totale, CD4 + T, CD8 + T e cellule NK, erano ovviamente più alte in tutti i sopravvissuti rispetto a quella nei non sopravvissuti, e c’era un risultato opposto per le cellule B. Nel frattempo, i pazienti con bassi livelli di IL-6 e IL-10 erano fondamentalmente vivi.

Attraverso la tomografia computerizzata (TC) di un paziente durante il recupero, l’infiammazione è stata notevolmente ridotta, accompagnata dall’aumento dei livelli di ciascuna sottopopolazione di linfociti. Inoltre, un non sopravvissuto ha presentato una grave infiammazione mediante immagine Tomografica con grave produzione di IL-6 e IL-10; tuttavia, in un altro sopravvissuto, i livelli di IL-6 e IL-10 erano significativamente ridotti con un’infiammazione relativamente lieve mediante immagine Tomografica.

Pertanto, le caratteristiche immunitarie sono strettamente associate alla progressione della malattia, che potrebbe essere utilizzata come potenziale biomarcatore per la prognosi dei pazienti COVID-19 gravi e critici.

In questo studio, i pazienti COVID-19 gravi e critici mostrano linfopenia e alti livelli di citochine, in particolare le cellule T alterate, e un aumento di IL-6 o IL-10, che sono serviti come potenziali biomarcatori per la progressione della malattia. Altri studi hanno anche riportato che la carenza o l’incapacità dei linfociti nei pazienti COVID-19 ha promosso la progressione della malattia, e la maggior parte dei casi gravi ha presentato livelli elevati di biomarcatori correlati all’infezione e citochine infiammatorie.

La produzione di un gran numero di citochine infiammatorie è definita come tempesta di citochine, che porta alla disfunzione di più organi. Il nostro studio attuale ha anche spiegato lo stretto legame tra il livello di citochine e l’insufficienza d’organo. Pertanto, secondo gli speciali profili immunitari verificatisi nei pazienti COVID-19 gravi e critici, il potenziamento dei linfociti e l’inibizione dell’infiammazione sono le strategie promettenti per il trattamento di questi pazienti COVID-19.

Uno studio su 452 pazienti infetti da SARS-CoV-2 ha anche riportato che l’aumento dei livelli di IL-6 era più marcato, con sintomi più gravi. Questi livelli sono stati più alti di quelli osservati nei pazienti con SARS-CoV o MERS. È stato inoltre riscontrato che i livelli di IL-6 erano notevolmente più alti nei pazienti deceduti a causa di COVID-19 rispetto a quelli guariti. L’attivazione di IL- 1β da parte di SARS-CoV-2 a sua volta attiva IL-6 e TNF-α. È stato anche dimostrato che un’elevata espressione di IL-6 in pazienti con COVID-19 può accelerare il processo infiammatorio, contribuendo alla tempesta di citochine e peggiorando la prognosi. La tempesta di citochine, inclusi livelli elevati di IL-6, è stata anche associata a danno cardiaco in questi pazienti.

ImbioLab effettua da anni il dosaggio salivare delle citochine

IMBIOLab da anni effettua il dosaggio salivare delle citochine, in particolare: IL-6, IL-1 BETA, TNF- alfa e IL-10, direttamente implicate nel fenomeno noto come “Tempesta di Citochine”, che delinea un quadro clinico di estrema gravità prognostica nei pazienti affetti da Sars-CoV-2.

I valori ottimali di queste citochine sono di estrema importanza nella giusta risposta immunitaria in caso di infezione da virus.

Dal momento che la corretta risposta immunitaria verso un agente patogeno è determinata principalmente dallo stato di salute dell’individuo, è chiaro che il controllo periodico dello stato infiammatorio risulta determinante nella corretta risposta immunitaria.

Il dosaggio citochinico effettuato da IMBIOLab è su TAMPONE SALIVARE, quindi non invasivo e di facile prelievo.

Dott. Mauro Mantovani 

Responsabile Ricerca e Sviluppo IMBIO
Direttore Scientifico IMBIO Academy

Riferimenti:  Interleuchine, Citochine, IL-6, Covid-19
Redattore: Dott. Mauro Mantovani

Fonti:

–  COVID-19: immunopathogenesis and Immunotherapeutics, Nature 2020, Yang. et al
–  Immune characteristics of severe and critical COVID-19 patients, Signal Transd. Ther. 2020, Li Yang. et al.
–  IL-6: Relevance for immunopathology of SARS-CoV-2, Cytochine Growth Factors Rev. 2020, E O Gubernatorova et al.
–  Dysregulation of immune response in patients with COVID-19 in Wuhan, China. Clin. Infect. Dis. 2020 Qin C. et. al.

 

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Possible Mechanisms Responsible for Stress Predisposition to Cancer or to Autoimmune Diseases

Paolo Lissoni*, Giusy Messina, Roberto Trampetti, Andrea Sassola, Enrica Porta, Giorgio Porro and Giuseppe Di Fede

Institute of Biological Medicine, Milan, Italy.

ABSTRACT

Today it is known that the enhanced brain opioid system activity represent the major neurochemical variation occurring in stress conditions. Moreover, it has been shown that a chronic opioid hyperactivation may suppress the anticancer immunity, and promote cancer development. On the contrary, the influence of stress on the autoimmune processes is more complex, since the mu-opioid agonists may stimulate both TGF-beta and IL-17 secretion, which respectively may counteract or promote the onset of the autoimmune diseases. The in vivo preferential effects of opioids on TGF- beta or IL-17 secretions could depend on the functional status of brain cannabinoid system, which has been found to inhibit IL-17 secretion. Then, the neurochemical corrections of the major stress-related neuroendocrine and cytokine alterations could constitute a new physiological approach in the treatment of stress-related disorders.

INTRODUCTION 

It is known that stress may predispose to both cancer and autoimmune diseases [1-3]. Then, the physiopathological question is to establish whether the promoting influence of stress on the development both cancer and autoimmune diseases, which are characterized by the opposite immune reactivity, may depend on the type of stress or on the different immunobiological response. Moreover, despite the complexity of its mechanisms, it has been proven that stress is mainly characterized by en enhanced brain opioid system activity, since it has been demonstrated that the concomitant administration of an opioid antagonist, such as naloxone o naltrexone (NTX), may abrogate stress-induced immune alterations [4]. Moreover, stress has appeared to be characterized by an enhanced secretion of vasopressin, the so called Antidiuretic Hormone (ADH), by the neurohypophysis, as well as by an increased CRH production at hypothalamic level, with a following activation of the Hypothalamic-Pituitary- Adrenal (HPA) axis and the sympathetic system [5,6]. The mu-opioid agonists, such as beta-endorphin and morphine, have been proven to induce immunosuppression by inhibiting TH1 lymphocyte and dendritic cell functions and by stimulating regulatory T lymphocyte (T reg) system [7,8], with a consequent decreased secretion of IL-2 and IL- 12 in association with an enhanced production of TGF-beta . Being IL-2 and IL-12 the main antitumor cytokines in humans [9,10], and TGF-beta the main endogenous

*Corresponding Author: Paolo Lissoni, Institute of Biological Medicine, Milan, Italy,

Published Date: 07-2020

Copyright© 2020 Paolo Lissoni et al., Journal Of Clinical Neurology, Neurosurgery And Spine. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Citation for this article: Paolo Lissoni, Giusy Messina, Roberto Trampetti, Andrea Sassola, Enrica Porta, Giorgio Porro and Giuseppe Di Fede. Possible Mechanisms Responsible for Stress Predisposition to Cancer or to Autoimmune Diseases. Journal Of Clinical Neurology, Neurosurgery And Spine. 2020; 3(1):124

Possible Mechanisms Responsible for Stress Predisposition to Cancer or to Autoimmune Diseases

Riferimenti: Cannabinoid system, Melatonin, Neuroimmunomodulation, Opioid system, Pineal gland, Stress


The Fascination of Cytokine Immunological Science 

Paolo Lissoni, Giusy Messina, Francesco Pelizzoni, Franco Rovelli, Fernando Brivio, Alejandra Monzon, Nadal Crivelli, Arianna Lissoni, Simonetta Tassoni, Andrea Sassola, Sonja Pensato, Giuseppe Di Fede

Institute of Biological Medicine, Milan, Italy
Cardiological Surgery Division, Niguarda Hospital, Milan, Italy
Effata Institute, Lucca, Italy

Oggi è noto che tutte le funzioni biologiche umane sono sotto almeno a due sistemi regolatori fondamentali, costituiti dal sistema endocrino e dalla rete delle citochine.
Inoltre, è stato dimostrato che le citochine rilasciate dalle cellule immunitarie attivate non influenzano solo le funzioni immunitarie, ma anche l’intero sistema biologico, comprese le varie attività metaboliche, il sistema cardiovascolare e il funzionamento del sistema neuroendocrino stesso. Sfortunatamente, nonostante l’importanza ben dimostrata delle citochine nel mantenimento dello stato di salute, dal punto di vista clinico della routine, la valutazione del sistema delle citochine rimane ancora inconsiderato nello stabilire lo stato di salute, poiché è studiato solo in condizioni gravi, come ad esempio lo shock settico, la coagulazione intravascolare diffusa ed il distress respiratorio, che hanno dimostrato essere dovuti ad un’anomala produzione endogena di citochine infiammatorie, ovvero IL-6, TNF-alfa e IL-1 beta.
Questa carenza clinica dipendeva da diversi fattori, in particolare dalla complessità delle interazioni delle citochine stesse, ma anche sulla decisione di usare molecole artificiali, come gli anticorpi monoclonali, piuttosto che indagare sui meccanismi responsabili della loro produzione alterata e per correggere eventuali alterazioni. Il motivo principale della complessità della rete di citochine è legata al fatto che le interazioni che si verificano tra le diverse citochine sono spesso basate su meccanismi di feedback positivo, quindi su azioni di stimolo reciproco, mentre il sistema endocrino si basa sostanzialmente su circuiti di feedback negativo. Lo scopo del presente riesame è proporre una conoscenza sintetica in merito al scoperti gli effetti principali e la fonte di origine di ogni singola interleuchina fino ad ora scoperte per elaborare una prima fisiologia fondamentale e preliminare del network citochinico.

Lissoni P., The Fascination of Cytokine Immunological Science

Keywords: Cytokines, Cytokine network, Inflammation Interleukins


Modulazione degli effetti immunitari e antitumorali dell’immunoterapia del cancro con anticorpi monoclonali Anti-Pd-1 da parte dell’ormone melatonina: Risultati Clinici Preliminari

Modulation of Immune and Anti-Tumor Effects of Cancer Immunotherapy with Anti-Pd-1 Monoclonal Antibodies by the Pineal Hormone Melatonin: Preliminary Clinical Results


Paolo Lissoni, Giusy Messina, Gianmaria Borsotti, Alessio Tosatto, Stefano Frigerio, Simonetta Tassoni* and Giuseppe Di Fede

Effata Institute of Biological Medicine, Milan, Italy.

La recente immunoterapia contro il cancro che sfrutta gli inibitori dell’espressione del PD-1 e dei suoi ligandi rappresenta una delle strategie più promettenti nella cura del cancro. Quindi, la domanda principale è come rendere la sua efficacia terapeutica massima, e questa potrebbe potenzialmente essere raggiunta dalla sua associazione con la chemioterapia, l’immunoterapia dell’Il-2 e le strategie anti-angiogeniche. Considerando che il sistema immunitario è fisiologicamente regolato da una regolazione neuroendocrina, un’altra possibile strategia per migliorare l’efficacia dell’immunoterapia oncologica potrebbe consistere in un approccio neuro immune, in particolare usando l’ormone pineale melatonina (MLT), che attualmente è la molecola neuroendocrina endogena fornita di proprietà antitumorali e immunostimolanti più studiata. Su queste basi è stato pianificato uno studio per valutare gli effetti di una somministrazione di MLT ad alte dosi in pazienti con carcinoma metastatico trattati con anticorpo monoclonale anti-PD-1 Nivolumab (NIVO). Lo studio ha incluso 14 pazienti e i risultati sono stati confrontati con quelli osservati in un gruppo di controllo di 50 pazienti. Carcinoma polmonare a piccole cellule e melanoma erano i tipi di tumore più frequenti. La MLT è stata somministrata per via orale a 100 mg / die durante il periodo buio della giornata e NIVO è stato iniettato a dosi di 3 mg / kg di peso corporeo, a intervalli di 15 giorni. La percentuale di regressioni tumorali di controllo della malattia (DC) era più alta nei pazienti trattati contemporaneamente con MLT, anche se l’unica differenza nella DC era statisticamente significativa. Questa evidenza è stata associata ad un aumento significativamente più elevato del rapporto linfociti-monociti (LMR) nel gruppo MLT, suggerendo che la MLT può essere associata con successo agli anticorpi monoclonali anti-PD-1 per pilotare la risposta immunitaria in modo antitumorale, stimolando proliferazione dei linfociti e inibizione dello stato infiammatorio indotto dai macrofagi, che sopprime l’immunità antitumorale.

*Corresponding Author: Simonetta Tassoni, Effata Institute of Biological Medicine, Lucca, Italy.

Published Date: 02-08-2020

Copyright© 2020 by Lissoni P, et al. All rights reserved. This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited.

https://maplespub.com/article/Modulation-of-Immune-and-Anti-Tumor-Effects-of-Cancer-Immunotherapy-with-Anti-Pd-1-Monoclonal-Antibodies-by-the-Pineal-Hormone-Melatonin-Preliminary-Clinical-Results

 

Riferimenti: Anti-PD-1 Monoclonal Antibodies, Cancer Immunotherapy, Checkpoint Inhibitors, Melatonin, Neuroimmune Modulation


Si è sempre considerata la risposta infiammatoria come se fosse un tutt’uno, oggi però si possono identificare due tipologie di infiammazioni con genesi differenti: una di tipo macrofagica e una di tipo linfocitaria.

L’infiammazione macrofagica, ovvero quella più antica e ancestrale, si traduce nella produzione di interleuchina 6, interleuchina 1 beta e TNF alfa, le quali sono globalmente concomitanti.
Questo tipo di infiammazione tende ad essere prevalente nei tumori. Invece l’altro tipo di infiammazione ha origine linfocitaria e in particolare in una sottospecie di linfociti T, ovvero i TH17, i quali producono la interleuchina 17 (potentemente infiammatoria) la quale è in grado di indurre una risposta infiammatoria più evoluta e quindi più efficace; agisce inibendo i linfociti T regolatori i quali sono per definizione i linfociti antinfiammatori.
Per cui, per sommatoria algebrica, inibizione più inibizione porta allo scatenamento della malattia autoimmune.

Riassumendo esistono due tipi di infiammazione: una più antica, di tipo macrofagica, che si traduce nella produzione di citochine, in cui è attiva l’IL 6, ovvero quella che dà la febbre, lo stato settico, la vasodilatazione; la seconda consiste nella produzione della IL 17, prodotta dai TH17 la quale attiva una risposta infiammatoria inibendo i linfociti T-REG.
La IL 17 è la principale interleuchina coinvolta nella patologie autoimmuni.

A Preliminary Study on the Correlation between Il-6 And Il-17 Secretions in Human Systemic Diseases: Possible Existence of Two Different Origins of the Inflammatory Response

Lissoni P, et al. Clin Oncol Res J: CORJ-100004



Un nuovo studio, presente su PUBMED e pubblicato a Marzo su Alternative Therapies in health and medicine, correla un risultato positivo del test ALCAT® agli zuccheri fruttosio, canna da zucchero barbabietola da zucchero, alla mutazione del gene TCF7L2, legata all’insulino-resistenza e alla predisposizione al diabete di tipo II.

La resistenza all’insulina (RI) è definita come l’incapacità di una quantità nota di insulina esogena o endogena di aumentare l’assorbimento e l’utilizzo del glucosio. Diversi meccanismi sono stati proposti come possibili cause alla base dello sviluppo della RI e della sindrome RI. La resistenza insulinica fa parte di un gruppo di anomalie metabolico-cardiovascolari comunemente note come “Sindrome metabolica”. Essa può portare allo sviluppo di diabete di tipo 2, aterosclerosi, ipertensione, dismenorrea, irsutismo e sindrome dell’ovaio policistico, a seconda del background genetico del singolo individuo. Lo scopo di questo studio è stato quello di valutare, in 123 donne e 35 maschi (età media, 42 y ± 10.3, range 19-75 y) volontari se la resistenza insulinica potesse essere in parte correlata ad un’intolleranza allo zucchero nella dieta e se ci potesse essere una correlazione tra il test di intolleranza ALCAT e una mutazione del gene TCF7TL2 . Tale gene promuove infatti la trascrizione del proglucagone e svolge un ruolo chiave nello sviluppo delle isole di Langherans. I risultati hanno evidenziato, in maniera statisticamente significativa, che i soggetti con intolleranza allo zucchero presentano anche un’alterazione (completa o parziale)  del gene TCF7TL2. Sulla base di questi risultati, il nostro studio ha dimostrato che esiste una correlazione clinica tra il test di intolleranza alimentare ALCAT e la resistenza insulinca. La positività al test ALCAT di uno degli zuccheri testati (fruttosio, canna da zucchero e barbabietola da zucchero) indica, nella maggior parte dei soggetti, la presenza di una mutazione del gene TCF7L2 e potrebbe contribuire alla prevenzione e al trattamento della RI.

Leggi l’articolo originale su Pub Med

Altern Ther Health Med. 2019 Mar;25(2):22-38.

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