Sviluppo e qualificazione di metodi per analizzare la risposta immunitaria della mucosa a COVID-19 (MUCOVID)

Il SARS-CoV-2 è inizialmente responsabile di un’infezione aerea delle vie respiratorie superiori che, raggiungendo i polmoni, provoca una grave malattia respiratoria acuta nota come COVID-19.

La risposta dell'organismo a questa aggressione virale è inizialmente diretta alla mucosa respiratoria.

Questa risposta della mucosa è complessa, con diversi livelli di attività che interagiscono: attività meccanica, con la secrezione di muco che funge da barriera verso l'agente infettivo; attività fisico-chimica, con produzione di enzimi e citochine che contribuiscono alla degradazione delle particelle virali; e attività immunitaria umorale specifica, con produzione di immunoglobuline secretorie di tipo IgA a livello della mucosa, con attività neutralizzante che blocca l'ingresso del virus nella cellula ospite.

Questi meccanismi immunitari innati e adattativi, insieme alle loro componenti umorali e cellulari, svolgono un ruolo essenziale nella funzione di barriera della mucosa. L’immunità delle mucose è quindi essenziale per una risposta immunitaria adeguata, precoce e a lungo termine contro le infezioni virali respiratorie.

SARS-CoV-2 è un virus avvolto con un capside elicoidale e un genoma costituito da circa 30.000 nucleotidi. Questo genoma codifica per diverse proteine ​​essenziali per la formazione del virione, tra cui la proteina S per Spike e la proteina N per il nucleocapside.

La proteina S virale si lega all'enzima 2 di conversione dell'angiotensina della cellula ospite (ACE2). ACE2 agisce quindi come un recettore virale che media l’ingresso virale nella cellula e innesca una risposta immunitaria nell’ospite. Questa proteina S è il bersaglio principale della risposta anticorpale neutralizzante. Le mutazioni nella proteina S sono state responsabili dell’emergere di varianti di SARS-CoV-2 con diversi fenotipi che influenzano la trasmissione e la suscettibilità agli anticorpi.

La proteina N è una glicoproteina altamente immunogenica coinvolta anche nella replicazione virale e nella modulazione delle vie di segnalazione cellulare. Durante l'assemblaggio del virione, la proteina N si lega all'RNA virale e porta alla formazione del nucleocapside elicoidale. Questa proteina N è altamente conservata in tutte le varianti SARS-CoV-2 e potrebbe quindi rappresentare un obiettivo interessante nella difesa universale contro questo virus.

In caso di infezione respiratoria, la stimolazione del sistema immunitario della mucosa innesca da un lato una risposta umorale con il rilascio di immunoglobuline secretorie, principalmente IgA secretorie. Il ruolo principale delle IgA è impedire al virus di diffondersi in tutto il corpo.

D’altra parte, l’infezione respiratoria innesca anche una risposta cellulare della mucosa mediata principalmente dai linfociti T.

L’infezione da SARS-CoV-2 innesca una risposta immunitaria che comporta la produzione di anticorpi nel sangue (anticorpi nel siero), la stimolazione dei linfociti del sangue e la produzione di anticorpi nel tratto respiratorio superiore (anticorpi della mucosa). La risposta umorale quantitativa anti-SARS-CoV-2 nel sangue (anticorpi sierici) è stata valutata mediante diversi test. Per il momento, però, ci si basa principalmente su test di tipo EIA, con livelli ematici di IgG anti-S (diretti contro la proteina Spike) e IgG anti-N (diretti contro la proteina nucleocapside). L'analisi qualitativa di questa risposta si basa sulla capacità di questi anticorpi di avere attività neutralizzante (anticorpi neutralizzanti).

Anche la risposta cellulare dei linfociti T anti-SARS-CoV-2 sembra essere importante nel controllo dell’infezione. Il test più rapido per valutare questa risposta dei linfociti T è l'ELISPOT IFN-γ

Per quanto riguarda la risposta umorale della mucosa, diversi studi hanno documentato la presenza di anticorpi IgA anti-S virus-specifici (diretti contro la proteina Spike) nelle secrezioni nasofaringee o nella saliva di individui infetti. Ad oggi, non esiste un test utilizzato di routine per misurare gli anticorpi della mucosa contro SARS-CoV-2, in particolare le IgA anti-S secretorie, e per analizzare la loro attività neutralizzante.

Il nostro studio ci consentirà quindi di sviluppare e qualificare metodi per analizzare l’immunità della mucosa alla SARS-CoV-2. Questi metodi saranno essenziali per analizzare la risposta della mucosa a questo virus.

Una volta validati, questi metodi analitici consentiranno di studiare la risposta della mucosa all’infezione ma anche la risposta della mucosa indotta dalla vaccinazione contro SARS-CoV-2, in particolare quando si utilizzano vaccini nasali.

Infatti, i vaccini attualmente utilizzati per combattere la SARS-CoV-2 inducono un’attività sierica neutralizzante contro la proteina S (Spike). La loro via di somministrazione intramuscolare indurrà l’immunità sistemica, fornendo protezione contro le forme gravi di infezione. Tuttavia, l’immunità della mucosa indotta dagli attuali vaccini rimane bassa. Lo sviluppo di un vaccino somministrato per via nasale è una strada interessante, poiché fornirebbe una protezione più completa, in particolare controllando la replicazione del virus nel tratto respiratorio superiore, stimolando così il tratto respiratorio superiore, inducendo così l’immunità di gregge e riducendo la trasmissione del virus.