I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista peer reviewed: Nature
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05128-8
I comportamenti di malattia sono un insieme coordinato evolutivo preservato di cambiamenti comportamentali adattativi tra cui letargia, febbre, ritiro sociale e perdita di appetito, che si sono evoluti per supportare la sopravvivenza dell’ospite in risposta alle infezioni 1-3.
Dati sull’uomo e sugli animali mostrano che l’anoressia indotta da infezioni e l’induzione della chetogenesi, un adattamento metabolico dell’ospite ben descritto in risposta al digiuno 4, sono promosse nel contesto delle infezioni virali respiratorie 5,6.
Ciò indica che le malattie infettive e il metabolismo dell’ospite sono intimamente intrecciati7.
Tuttavia, contrariamente al digiuno, il ruolo fisiologico della chetogenesi durante un’infezione rimane sfuggente2. Sebbene gli adattamenti metabolici dell’ospite modellati dalla pressione evolutiva in risposta ai virus endemici siano conservati, possono essere disfunzionali nel contesto delle infezioni zoonotiche emergenti.
Questa nozione è di particolare interesse alla luce dell’attuale epidemia di Coronavirus Disease 2019 (COVID-19), causata dal virus zoonotico Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus-2 (SARS-CoV-2) 8,9.
Nella maggior parte delle persone infette, la risposta immunitaria dell’ospite è sufficiente per risolvere l’infezione. In alcuni casi, tuttavia, risposte immunitarie disfunzionali possono causare gravi patologie polmonari e sistemiche10,11.
Due delle principali popolazioni immunitarie cellulari coinvolte nella clearance delle infezioni virali sono le cellule T helper di tipo 1 CD4+ (Th1) e le cellule T citotossiche CD8+, che agiscono attraverso la produzione di citochine come l’IFN- (GAMMA) o l’uccisione delle cellule infette, rispettivamente.
Il metabolismo cellulare e la funzione mitocondriale sono i principali determinanti dell’attivazione e della funzione dei linfociti T12, sollevando la questione di un potenziale legame tra la chetogenesi indotta dall’infezione e l’immunità dei linfociti T.
Discussione
Qui, scopriamo che la disregolazione immunitaria indotta da SARS-CoV-2 è correlata a un aumento attenuato di BHB nella circolazione, indicando chetogenesi indotta da infezioni alterate in COVID-19 ma non ARDS influenzale. Sebbene le ragioni alla base di questa disparità rimangano da rivelare, dimostriamo che il BHB aumenta sostanzialmente la risposta immunitaria antivirale promuovendo la produzione di IFN- (GAMMA) e la sopravvivenza delle cellule T CD4+ umane e murine.
In COVID-19 ARDS, i linfociti T sono esauriti e deviati verso la glicolisi, probabilmente a causa della ridotta ossigenazione del tessuto polmonare46.
Di conseguenza, la chetogenesi alterata e la produzione di BHB nell’ARDS COVID-19 possono essere alla radice della disregolazione metabolica e della funzione effettrice difettosa dei linfociti T, predisponendo i pazienti alla patologia polmonare, inclusa la fibrosi. Infatti, concentrazioni sieriche inferiori di IFN- (GAMMA) nei pazienti con COVID-19 sono state collegate a un aumento del rischio di sviluppare fibrosi polmonare47.
Quindi, i nostri risultati indicano un meccanismo aggiuntivo oltre l’iperattivazione immunitaria alla base della grave patologia COVID-1946. Riveliamo la chetogenesi come un programma metabolico che promuove l’immunità di tipo 1 e previene il rimodellamento patogeno del tessuto epiteliale delle vie aeree.
Sebbene la rilevanza terapeutica (anziché profilattica) non sia stata ancora valutata, la nostra scoperta evidenzia il potenziale di BHB e KD come trattamento ampiamente applicabile per migliorare le risposte funzionali dei linfociti T in ambienti privi di nutrienti,
comunemente osservata nel contesto delle infezioni ma anche della crescita del tumore. In sintesi, il nostro studio stabilisce una migliore comprensione di come gli adattamenti metabolici dell’ospite disregolati alle infezioni possono contribuire a risultati deleteri in COVID-19.
