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SARS-CoV-2: il fumo aumenta i tassi d’infezione

(SARS-CoV-2-Immagine Credit Public Domain).

La continua diffusione di SARS-CoV-2 a livello globale non solo ha avuto un grande impatto sulla salute umana, ma minaccia la stabilità economica. SARS-CoV-2, che è il virus responsabile della malattia COVID-19, è imprevedibile nei suoi effetti, poiché ha il potenziale di causare malattie devastanti in alcuni lasciando la maggior parte degli individui asintomatici o con una forma molto lieve dell’infezione.

Un nuovo preprint bioRxiv* tenta di dare un senso al motivo per cui alcune persone sperimentano forme più gravi di COVID-19 rispetto ad altre indicando l’aumento del legame del virus che si verifica in presenza di fumo o svapo.

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SARS-CoV-2 interagisce con il recettore della cellula ospite dell’enzima di conversione dell’angiotensina 2 (ACE2), che si trova in due forme all’interno del polmone. Una forma di ACE2 è legata alla membrana (mACE2), mentre l’altra è una forma solubile di ACE2 (sACE2). Di questi, mACE2 è il sito di legame utilizzato da SARS-CoV-2 prima del suo ingresso nella cellula ospite.

Il ruolo del fumo di tabacco come fattore di rischio per COVID-19 grave è stato controverso. Alcuni scienziati ritengono che aumenti il ​​rischio di infezione e la gravità della malattia. Allo stesso modo, è stato dimostrato che lo svapo o l’uso di sigarette elettroniche (e-sigarette) causano tossicità nel tessuto polmonare attraverso la sintesi di proteine ​​​​nocive e attraverso alterazioni immunologiche.

Vedi anche:SARS-CoV-2 può innescare complicanze autoimmuni

L’ipotesi nicotinica, come viene chiamata, postula che la nicotina possa essere protettiva contro l’infezione da SARS-CoV-2. D’altra parte, alcuni scienziati hanno anche riferito che esiste un forte legame tra il fumo e COVID-19 sintomatica, soprattutto perché il fumo aumenta il rischio di influenza e altri virus respiratori. Si pensava che livelli più elevati di ACE2 nei fumatori fossero responsabili di questo aumento del rischio.

Livelli più alti di ACE2 nel liquido polmonare

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Nello studio attuale, gli scienziati hanno scoperto che i lavaggi delle piccole vie aeree dei polmoni, altrimenti denominati fluido di lavaggio broncoalveolare (BALF), da fumatori e vapers hanno mostrato livelli notevolmente più elevati di sACE2 rispetto ai non fumatori della stessa età. I ricercatori hanno anche scoperto che nelle colture cellulari di colture epiteliali bronchiali umane primarie (HBEC) coltivate per simulare le vie aeree umane, l’esposizione al fumo di sigaretta per un solo giorno ha portato a un aumento significativo dei livelli sia di mACE2 che di sACE2. Durante un periodo di quattro giorni di esposizione al fumo, che doveva riflettere il fumo cronico, entrambi i livelli di mACE2 e sACE2 hanno continuato a essere significativamente più alti rispetto alle colture cellulari esposte alla sola aria. Pertanto, l’esposizione al fumo sembra aumentare il numero di recettori ACE2 sulle cellule ospiti a cui il virus può attaccarsi.

L'esposizione alla condensa del fumo di sigaretta aumenta l'infezione da Pseudovirus SARS-CoV-2.  Le cellule tracheobronchiali primarie (A) e le piccole vie aeree (C) sono state pretrattate con 200 μg/mL di CSC (al centro) e 1,00% di JUUL e-Liquid (a destra) per 24 ore e testate con pseudovirus SARSCoV-2.  Dopo l'incubazione per 48 ore, le cellule vive sono state riprese su un sistema di microscopia confocale a disco rotante (UltraVIEW Vox; PerkinElmer).  I nuclei delle cellule sono stati colorati con il colorante Hoechst e le cellule infette sono state mostrate in rosso.  La quantificazione della citometria a flusso dell'infezione da pseudovirus SARS-CoV-2 relativa in diverse dosi di cellule tracheobronchiali primarie pretrattate con CSC e JUUL e-Liquid (B) e piccole cellule delle vie aeree (D) è stata segnalata come cambiamento di piega;  n = 11-12 prove.  Le barre rappresentano la media ± SEM.  t test non appaiato * p < 0,05;  ** p < 0,005;  *** p < 0,0005.  Barre di scala, 170 μm.

L’esposizione alla condensa del fumo di sigaretta aumenta lo pseudovirus SARS-CoV-2Infezione. Le cellule tracheobronchiali primarie (A) e le piccole vie aeree (C) sono state pretrattate con 200 μg/mL di CSC (al centro) e 1,00% di JUUL e-Liquid (a destra) per 24 ore e testate con pseudovirus SARSCoV-2. Dopo l’incubazione per 48 ore, le cellule vive sono state riprese su un sistema di microscopia confocale a disco rotante (UltraVIEW Vox; PerkinElmer). I nuclei cellulari sono stati colorati con il colorante Hoechst e le cellule infette sono state mostrate in rosso. La quantificazione della citometria a flusso dell’infezione da pseudovirus SARS-CoV-2 relativa in diverse dosi di cellule tracheobronchiali primarie pretrattate con CSC e JUUL e-Liquid (B) e piccole cellule delle vie aeree (D) sono state riportate come cambiamento di piega; n = 11-12 prove. Le barre rappresentano la media ± SEM. t test non appaiato * p < 0,05; ** p < 0,005; *** p < 0,0005. Barre di scala, 170 μm.

Tassi più alti di infezione

Allo stesso tempo, lo studio ha anche mostrato che le cellule esposte al fumo sia acuto che cronico hanno sperimentato tassi più elevati di infezione con uno pseudovirus che porta la proteina spike SARS-CoV-2. Hanno anche mostrato tassi significativamente più alti di assorbimento della subunità S1.

Il liquido dello svapo produce effetti simili

Quando le cellule epiteliali delle vie aeree sono state esposte a diverse dosi di condensato di fumo di sigaretta (CSC) per un giorno, i tassi di infezione da pseudovirus sono aumentati significativamente rispetto ai controlli. La stessa osservazione è stata documentata quando le cellule sono state esposte all’e-liquid dei vaporizzatori JUUL Virginia Tobacco, che contengono il 5% di nicotina benzoato.

Anche l’esposizione cronica per un periodo di quattro giorni ha prodotto lo stesso risultato. Presi insieme, questi risultati forniscono prove in vivo che l’uso di sigarette e sigarette elettroniche è associato a tassi più elevati di infezione da parte della proteina spike SARS-CoV-2. Questi dati indicano che l’esposizione al fumo di sigaretta aumenta l’attività di ACE2 e aumenta il legame con SARS-CoV-2“.

Solubile ACE2 è un marker di rischio per COVID-19

L’attuale studio ha misurato solo sACE2, anziché mACE2, in vivo. In particolare, sACE2 svolge anche un ruolo nell’infezione da SARS-CoV-2 attraverso i suoi effetti sul sistema renina-angiotensina. Si ritiene che l’aumento dei livelli di sACE2, così come il numero complessivamente più elevato di ACE2 presente all’interno delle cellule polmonari sia dei fumatori che dei vapers, sia un fattore che contribuisce al maggior rischio di infezione per gli individui in queste categorie.

Infatti, le cellule polmonari nei fumatori mostrano livelli più elevati di trascrizione del gene ACE2, il che può indicare livelli aumentati di entrambi i tipi di ACE2. È stato anche dimostrato che gli alti livelli di sACE2 sono collegati all’aumento della gravità della malattia a seguito dell’infezione da SARS-CoV-2. Pertanto, l’elevazione di sACE2 può essere utilizzata come biomarcatore per le persone che hanno un rischio maggiore di contrarre COVID-19.

Quali sono le implicazioni?

Questi risultati indicano un forte legame tra i livelli di ACE2 nelle cellule polmonari e sia con il fumo di tabacco che con lo svapo. Sebbene ci siano state alcune speculazioni sul fatto che questo legame sia mediato dalla nicotina, ulteriori studi dovrebbero ancora essere condotti per confermare questa ipotesi. Inoltre, l’aumento dei livelli totali di ACE2 può essere prolungato oltre il periodo del fumo, aumentando così il rischio che il fumatore contragga l’infezione. ” Nel complesso, queste osservazioni indicano che l’uso di prodotti del tabacco eleva l’attività di ACE2 e aumenta il potenziale di infezione da SARS-CoV-2 attraverso un maggiore legame proteico con spike“.

La nicotina è presente nel fumo di tabacco e nei vaporizzatori. Questa molecola è responsabile di un aumento del calcio intracellulare che, a sua volta, è noto per promuovere l’ingresso virale, la replicazione e il rilascio di nuove particelle virali. La nicotina può quindi essere il fattore comune responsabile dell’aumento sia del legame proteico delle spike che dell’infezione da pseudovirus a seguito dell’esposizione al fumo di tabacco.

Sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere appieno come questa sostanza chimica causi questo effetto e fino a che punto i livelli elevati di ACE2 e il legame degli spike persistono nei polmoni dei fumatori.

Fonte:Biorxiv

 

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