La “Movida” (Il Fatto Quotidiano)
Articolo divulgativo e interessante.
What the Coronavirus Does Inside the Body
Anatomy of a Killer
By Philip Bethge 15.05.2020, 11.01 Uhr
L’agente patogeno ha già fatto un bel po’ di danno. Sono passati solo cinque giorni da quando il paziente ha iniziato a mostrare i sintomi tipici del COVID-19, ma già nelle scansioni TC [Tomografia Compiuterizzata] dei polmoni si possono vedere ombre minacciose.
“È come il vetro smerigliato“, così Christian Strassburg, professore di medicina interna dell’ospedale universitario di Bonn, descrive i cambiamenti resi visibili dalla scansione. “Il tessuto polmonare è saturo di liquido. Le secrezioni e le cellule morte stanno impiastricciando le pareti degli alveoli polmonari “come la Jell-O” [gelatina marchio Kraft].
“È estremamente difficile per l’ossigeno passare attraverso uno strato come quello per andare dal polmone al flusso sanguigno“, spiega il professore. È un fenomeno che egli stesso ha potuto constatare frequentemente nelle ultime settimane, ed è causato dal nuovo coronavirus, SARS-CoV-2. Il numero dei pazienti con COVID-19 [la malattia] confermato in tutto il mondo è ora ben oltre i 4,2 milioni e il numero di decessi si avvicina a 300.000. Nel frattempo, dottori e biologi stanno facendo tutto il possibile per comprendere meglio l’agente patogeno alla base della pandemia.
SARS-CoV-2 si comporta in modo diverso rispetto a quasi tutti gli altri virus che il genere umano ha dovuto affrontare, e persino ora, a diversi mesi dall’inizio della pandemia, non si è d’accordo su quale percentuale di pazienti COVID-19 manifesti sintomi gravi. Le stime tendono considerare questo tasso intorno al 5 % sul totale delle infezioni contratte. E in quei casi, il virus sviluppa un potere distruttivo insondabile.
L’epicentro di tali infezioni sono quasi sempre i polmoni. Ma come ora i medici specialisti hanno potuto constatare il virus può colpire anche altri organi e tessuti, inclusi cuore, cervello, reni ed intestino. Nel peggiore dei casi, il corpo inizia ad attaccare sé stesso. Quando il sistema immunitario va fuori controllo in quel modo, i medici lo chiamano “tempesta citochinica” e quando i pazienti muoiono in conseguenza di ciò, il cedimento multiplo degli organi tende a esserne la causa.
In tutto il mondo oltre 100 candidati stanno attualmente sviluppando il vaccino per combattere la SARS-CoV-2, ma nel peggiore dei casi, potrebbero essere necessari anni prima che un vaccino si renda disponibile. Fino ad allora, il virus sarà ancora tra noi. Anche se la pandemia s’indebolisce un po’, gli esperti ritengono che una seconda ondata sia proprio dietro l’angolo.
I primi discorsi sul COVID-19, per lo più ritenuta come una malattia lieve, si sono dimostrati “pericolosamente falsi“, ha scritto Richard Horton, caporedattore della rivista medica The Lancet. Al letto del malato, afferma, è “una storia di terribili sofferenze, angoscia e totale smarrimento“. Il cardiologo statunitense Harlan Krumholz ha descritto la ferocia del COVID-19 nella rivista Science come “mozzafiato e umiliante“. La malattia, ha aggiunto, “può attaccare quasi tutto il corpo con conseguenze devastanti“.
Il modo migliore per saperne di più sul SARS-CoV-2 è iniziare a considerare la sua piccola dimensione. I coronavirus hanno una misura di soli 160 nanometri. Per moltiplicarsi, i minuscoli agenti patogeni dipendono dalle cellule appartenenti a un altro organismo.
Il nuovo coronavirus proviene probabilmente dai virus dei pipistrelli e si pensa che, anche prima di fare il salto nell’uomo, abbia sviluppato il meccanismo che gli consente di legarsi con le cellule umane. Alcuni virus dei pipistrelli sono in grado di legarsi a un recettore chiamato ACE2. Questa molecola si trova sulla superficie delle cellule umane e aiuta a regolare la pressione sanguigna. Ma funziona anche come una sorta di porta d’ingresso verso gli interstizi della cellula e i virus che ne posseggono la chiave possono entrare. I ricercatori ritengono che i pipistrelli trasportino circa 3.200 diversi coronavirus. Probabilità, tempo e opportunità hanno alimentato le creazioni del virus SARS-CoV-2, che alla fine è riuscito a saltare nel genere umano.
L’attacco
Ma come fa esattamente il virus a penetrare nel corpo umano? Il professore di medicina interna Strassburg conosce bene il processo. All’ospedale universitario di Bonn, è attualmente responsabile di un numero che va tra i 10 e i 20 pazienti COVID-19. Un giorno di questi recentemente, otto di loro sono stati intubati, essendo diventati così malati da essere stati costretti a fare affidamento ai ventilatori. “Fortunatamente, questa è la minoranza“, afferma Strassburg. “La maggior parte degli infettati dal virus riesce a cavarsela solo con sintomi lievi“
All’inizio, i virologi pensavano che il nuovo coronavirus si sarebbe diffuso solo lentamente, in parte a causa delle somiglianze tra SARS-CoV-2 e il coronavirus SARS apparso in Cina nel 2002. Dal novembre 2002 al luglio 2003, quasi 800 persone sono morte di malattia, il cui nome completo è Severe Acute Respiratory Syndrome (Sindrome respiratoria acuta grave – SARS). Ma poi, l’epidemia è scomparsa. Fu un colpo di fortuna per l’umanità: quel patogeno sembra essere stato più mortale di SARS-CoV-2, ma focalizzò le sue attenzioni sui polmoni. Il virus si moltiplicò in profondità all’interno del corpo, rendendolo meno contagioso. Inoltre, era facile identificare e isolare coloro che si erano ammalati a causa del virus.
Inizialmente gli esperti speravano che lo stesso potesse valere per SARS-CoV-2, ma si sbagliarono. Il nuovo coronavirus non attacca solo i polmoni. I tamponi ricavati dalla gola dei pazienti hanno subito rivelato che l’agente patogeno si posiziona inizialmente nella mucosa nel tratto respiratorio superiore.
Questo è vantaggioso per il virus. La distanza da una gola all’altra è molto più breve della distanza tra il polmone di una persona e l’altra. “Ciò significa che coloro che sono affetti dal virus sono altamente contagiosi“, afferma Strassburg. Un gran numero di virus si trova nella cavità nasale e nella faringe, “persino nelle persone che non presentano ancora sintomi“, poi aggiunge: “motivo per cui l’agente patogeno fu in grado di girare il globo così rapidamente“.
Ci sono tre fasi dell’attacco al corpo umano. Inizialmente, il coronavirus si lega con complessi proteici claviformi sui recettori ACE2 delle cellule umane. Ciò apre la cellula ospite e consente l’ingresso del materiale genetico del patogeno. Il virus converte quindi la cellula in una fabbrica di virus. Enorme è il numero di virus così prodotto, dopo di ché questi lasciando la cellula ospite e ne attaccano altre.
La risultante carica virale è enorme, in particolare nella prima settimana dopo l’infezione. Per di più, inizialmente non ci sono quasi sintomi. Spesso, c’è solo una tosse secca, dice Strassburg, con la temperatura del corpo che non aumenta affatto. “Anche i pazienti che sono più gravemente colpiti hanno generalmente una temperatura inferiore a 38 gradi Celsius.“
Questa è una differenza significativa rispetto all’influenza: “Nel caso dell’influenza è tipico un improvviso aumento della temperatura, insieme a una netta sensazione di sentirsi malato. Ma, qui non è così.“
In questa fase iniziale della malattia, molto dipende dal sistema immunitario del paziente. Le cellule immunitarie attaccano gli invasori, ma poiché il corpo non ha ancora familiarità con il virus, le armi a loro disposizione sono relativamente basiche. Ne consegue una battaglia di logoramento, che determina se il paziente si riprenderà rapidamente o se la malattia avrà il sopravvento. Il sistema immunitario fermerà l’attacco nel tratto respiratorio superiore? O il patogeno sarà in grado di farsi strada nei polmoni? Le risposte a queste domande determinano il grado di pericolosità della malattia che condiziona la vita del paziente.
I ricercatori stanno ancora cercando di capire perché il virus è in grado di raggiungere i polmoni di alcuni pazienti, mentre in altri viene bloccato prima. Uno dei fattori sembra essere il numero di patogeni che attaccano il corpo sin dall’inizio. Più di ogni altra cosa, tuttavia, pazienti con condizioni mediche sottese sembrano che debbano temere maggiormente di contrarre il SARS-CoV-2. Secondo le stime, circa un quarto della popolazione dell’Europa centrale presenta una condizione di questo tipo.
Tra i soggetti a rischio figurano persone affette da obesità, diabete e ipertensione. E per quanto concerne i fumatori, afferma Strassburg: “Le loro mucose e la ventilazione polmonare sono già compromesse“. Piccole estroflessioni simili a peli note come ciglia, che normalmente aiutano a espellere agenti patogeni e muco dai polmoni e dal tratto respiratorio, non funzionano più in modo appropriato.
In tali casi, non ci sono quasi ostacoli per il virus sulla strada per i polmoni. La gravità è sufficiente affinché i piccoli agenti patogeni raggiungano il loro obiettivo. Una volta che il virus avanza nei bronchioli più piccoli e ramificati, incontra uno strato particolarmente vulnerabile di cellule, le cui membrane sono anche coperte da recettori ACE2. Direttamente negli alveoli polmonari, quelle minuscole sacche in cui l’ossigeno viene trasferito nel flusso sanguigno, il SARS-CoV-2 trova condizioni perfette.
La battaglia difensiva
Per rappresentare il danno preciso che il virus provoca nei polmoni, il chirurgo toracico Keith Mortman del George Washington University Hospital di Washington, DC, si è rivolto alla modellistica computerizzata. Le immagini tridimensionali della clinica mostrano i polmoni di un uomo ultra cinquantenne. Depositi con riflessi gialli possono essere visti in molte aree all’interno dell’organo.
Mortman afferma che “il danno di cui stiamo vedendo non è isolato in una qualche parte del polmone“. Inizialmente, egli spiega, il paziente patisce febbre e tosse, prima di sviluppare gravi difficoltà respiratorie. Viene intubato e attaccato a un ventilatore, ma quando ciò si rivela insufficiente, lo si collega a una cosiddetta macchina ECMO [ExtraCorporeal Membrane Oxygenation – Ossigenazione Extracorporea a Membrana]. La macchina ossigena il sangue esternamente al corpo prima di ripomparlo dentro. La speranza è che la procedura consenta il tempo necessario ai polmoni per riprendersi.
I medici hanno ora una comprensione più profonda di come la SARS-CoV-2 danneggi il tessuto polmonare. I globuli bianchi individuano il virus e attirano altre cellule del sistema immunitario nel sito, che attaccano le cellule polmonari infette e le uccidono, lasciando però residui cellulari che ostruiscono gli alveoli. Se il corpo non è in grado di ottenere il controllo sulla reazione all’infezione, incombe un’insufficienza polmonare acuta.
Ma altri organi possono anche essere danneggiati a causa dell’infezione. Più pazienti SARS-CoV-2 vengono curati in tutto il mondo, più diventa chiaro quanto sia globale l’attacco organizzato dal virus.
Secondo i dati provenienti dalla Cina, circa il 20 % dei pazienti che richiedono il ricovero in ospedale soffre di danni al cuore. Non è chiaro se il virus attacca direttamente le cellule del muscolo cardiaco o se il danno inferto sia da imputare ai vasi sanguigni coronarici. Anche la coagulazione del sangue viene alterata, creando coaguli che potrebbero provocare infarti, embolie polmonari e ictus. Anche i reni di alcuni pazienti ospedalizzati vengono attaccati, come è evidenziato dalla presenza di sangue o di proteine nei campioni di urina. Di conseguenza, le macchine per la dialisi hanno dovuto essere associate ai ventilatori nelle ICUs [Unità di Terapia Intensiva] dedicate al trattamento dei pazienti con COVID-19.
Allo stesso modo i medici hanno osservato infiammazioni cerebrali e convulsioni in alcuni pazienti. Apparentemente il virus avanza fino al tronco encefalico, dove si trovano importanti centri di controllo, come quello responsabile del centro del respiro. Il virus probabilmente arriva al cervello direttamente attraverso la mucosa nasale e il nervo olfattivo. Questo potrebbe anche essere il motivo per cui molti pazienti perdono temporaneamente l’olfatto. Il SARS-CoV-2 può anche attaccare il tratto digestivo, con pazienti che lamentano diarrea con presenza di sangue, nausea e dolore addominale.
I medici hanno anche riportato un possibile collegamento tra COVID-19 e una rara sindrome dei vasi sanguigni nei bambini chiamata malattia di Kawasaki. In Gran Bretagna, la malattia ha persino ucciso alcuni bambini che sono stati infettati dalla SARS-CoV-2. La malattia comporta l’infiammazione dei vasi sanguigni in tutto il corpo e può danneggiare il cuore.
I medici ora credono che SARS-CoV-2 attacchi i tessuti e gli organi praticamente ovunque nel corpo. Si ipotizza che la malattia può anche lasciare danni a lungo termine. Ricercatori cinesi hanno esaminato il sangue di pazienti e hanno trovato che persino dopo il superamento dell’infezione, alcuni valori del sangue rimanevano anormali per un lungo periodo. Nonostante il virus non sia più presente nel corpo, per esempio, i fegati non mostravano ancora una normale funzionalità.
Anche i polmoni probabilmente soffrono di danni permanenti nei casi più gravi. “Quando l’infiammazione non si attenua con il tempo, sostanzialmente si formano esiti cicatriziali su di essi, creando danni a lungo termine“, così afferma Mortman, medico del George Washington University Hospital.
È ancora troppo presto per comprendere a fondo le conseguenze a lungo termine del COVID-19. Ma i medici hanno familiarità con le tempeste citochiniche e l’insufficienza polmonare acuta da altre gravi infezioni. Alcuni dei sopravvissuti alla prima epidemia di SARS, ad esempio, hanno sperimentato una funzionalità polmonare limitata a distanza di 15 anni dalla malattia.
Vita o morte?
Ma perché alcune persone emergono praticamente incolumi da questo attacco poliedrico mentre altre no? Finora, i ricercatori non sono in grado di dare una risposta a questa domanda. Viene suggerito che il virus – similmente al patogeno che causa l’AIDS – è in grado di attaccare alcuni tipi di cellule della serie dei globuli bianchi, danneggiando così specificatamente quella linea di difesa che dovrebbe bloccare l’infezione.
Sono alcuni pazienti per ragioni genetiche più sensibili di altri a quest’ultimo fenomeno? La società di biotecnologie 23andMe intende analizzare il DNA dei suoi 10 milioni di clienti nella ricerca di sequenze che potrebbero essere predittive della loro suscettibilità a contrarre una forma severa di COVID-19.
Fino a quando la domanda non avrà una risposta certa, tuttavia, la maggior parte dei pazienti può continuare a fare affidamento sulla speranza. Dopotutto, la maggior parte delle persone non presenta sintomi gravi della malattia. “Tra i pazienti senza altre condizioni aggravanti, anche i casi seri hanno un tasso di sopravvivenza dell’80%“, stima Christian Strassburg, lo specialista di medicina interna. Tuttavia, egli avverte che non è affatto giunto il tempo di abbassare la guardia, in particolare ora che le restrizioni alla vita pubblica vengono sempre più revocate. “Il pericolo rimane estremamente elevato tale per cui un gran numero di pazienti dovrà a breve essere trattato negli ospedali“.
Ciò aumenterà ancora di più la pressione su medici e sugli infermieri. Dopo tutto, le condizioni di alcuni pazienti possono peggiorare drasticamente in pochi giorni. Se la morte dovesse essere il risultato finale, spesso non sarà il virus stesso a causarla, ma il sistema immunitario del paziente infetto, che può disastrosamente reagire in modo eccessivo e attaccare il corpo.
In tali casi, viene rilasciato un numero enorme di cosiddette citochine. Queste molecole di segnalazione chimica prodotte dall’organismo innescano una cascata di reazioni biochimiche che colpiscono il sistema immunitario. Lo sviluppo di febbre accelera il metabolismo e aiuta a uccidere il virus. Le pareti dei vasi sanguigni sono rese più permeabili, consentendo un più facile accesso alle cellule immunitarie, come i fagociti, per attaccare il virus. Il ritmo cardiaco accelera.
“La reazione è in realtà abbastanza sensata“, afferma Strassburg. Ma in caso di infezione grave, il sistema immunitario può iper-reagire e scatenare una tempesta di citochine. “Il risultato è una reazione che sembra una massiccia infezione del sangue, ma non lo è“, afferma Strassburg. Può portare, tuttavia, a multiplo cedimento degli organi. “Se la esagerata reazione del sistema immunitario al patogeno continua per troppo tempo o è troppo grave, ucciderà il corpo.“
Il risultato è un’enorme distruzione, come possono attestare i patologi. Johannes Friedmann è professore all’Ospedale Lüdenscheid a sud di Dortmund che ha esaminato i corpi di numerosi pazienti che si sono arresi al COVID-19. Negli alveoli di questi pazienti, ha trovato cellule epiteliali “squamate” in aggiunta ai “depositi” di proteina nel sangue derivanti dai vasi sanguigni che sono diventati permeabili. Egli ha anche scoperto cellule con nuclei multipli o allargati, un fenomeno tipico delle malattie virali.
Le pareti della stragrande maggioranza degli alveoli dei polmoni “sono più ampie di molte volte rispetto al loro spessore normale“, dice Friemann, aggiungendo che i polmoni di molte vittime di COVID-19 sono “insufficientemente espansi“. Ciò impedisce il trasferimento dell’ossigeno.
Le osservazioni di Friemann sono state coerenti con quelle dei professionisti medici di Amburgo, negli Stati Uniti, in Svizzera e altrove: la maggior parte di coloro che sono morti erano malati prima di entrare in contatto con SARS-CoV-2. Friemann ha riscontrato casi di cirrosi epatica, grave sclerosi arteriosa e pressione sanguigna estremamente alta.
Questi pazienti sono morti di SARS-CoV-2 o di altre malattie? “Non puoi vivere con un polmone del genere, quindi imputerei al virus la causa della morte“, afferma Friemann. “Molte di queste persone sarebbero ancora vive senza l’infezione“.
