Scoperto come prevedere la tempesta di citochine nei pazienti COVID-19

Come un fronte freddo che si muove, ponendo le basi per condizioni meteorologiche avverse, l’infezione da coronavirus innesca piogge di molecole immunitarie che combattono l’infezione, docce che a volte si intensificano in una risposta immunitaria caotica nota come tempesta di citochine. Circa il 20-30% dei pazienti ricoverati con COVID-19 sviluppa gravi manifestazioni immunitarie, che in alcuni casi portano alla tempesta di citochine, con danni agli organi potenzialmente letali e alto rischio di morte.
Prevedere quali pazienti COVID-19 svilupperanno la tempesta di citochine è difficile, a causa delle numerose variabili che influenzano la risposta immunitaria. Ma ora, in un lavoro rivoluzionario, i ricercatori della Lewis Katz School of Medicine della Temple University (LKSOM) hanno sviluppato e convalidato criteri predittivi per l‘identificazione precoce dei pazienti COVID-19 che stanno sviluppando risposte iperimmuni, aumentando la possibilità di un intervento terapeutico precoce.
“Se possiamo anticipare la tempesta di citochine, possiamo applicare il trattamento prima e possibilmente ridurre la mortalità”, ha spiegato Roberto Caricchio, MD, Capo della Sezione di Reumatologia, Direttore del Programma Temple Lupus, Professore di Medicina e Microbiologia e Immunologia presso LKSOM, e autore principale del nuovo rapporto.
Il rapporto, pubblicato online negli Annals of the Rheumatic Diseases, è il primo a identificare criteri che possono essere prontamente utilizzati nella pratica clinica per potenzialmente scongiurare il peggio dell’attacco iperimmune indotto da COVID-19.
La svolta è il risultato di un’ampia collaborazione tra ricercatori e medici in più dipartimenti della Lewis Katz School of Medicine e del Temple University Hospital, che costituiscono il gruppo di ricerca COVID-19 della Temple University.
Secondo il dottor Caricchio, un gran numero di pazienti COVID-19 sono stati trattati al Temple da quando è emersa la pandemia negli Stati Uniti. “Abbiamo una quantità significativa di dati in termini di variabili per prevedere la tempesta di citochine“, ha detto.
Dall’inizio di marzo, ogni paziente ricoverato al Temple University Hospital (TUH) fornisce dati su oltre 60 diverse variabili di laboratorio raccolte giornalmente fino al momento del recupero o al momento del decesso. Tra le variabili misurate ogni giorno ci sono fattori come la conta dei globuli bianchi, l’attività degli enzimi metabolici, i marker di infiammazione e la funzione respiratoria. È importante sottolineare che questi marcatori sono comunemente usati negli ospedali di tutto il mondo e quindi sono prontamente disponibili.
Il gruppo di ricerca ha effettuato analisi statistiche sui dati di laboratorio su 513 pazienti COVID-19 ricoverati al TUH in marzo e aprile, 64 dei quali hanno sviluppato tempesta di citochine. Un algoritmo genetico è stato utilizzato per identificare i valori limite per ogni singola variabile di laboratorio per definire i requisiti predittivi per la tempesta di citochine. Gli algoritmi genetici imitano i processi di selezione naturale ed evoluzione nell’analisi dei dati e, in questo caso, su più iterazioni, l’algoritmo ha rilevato variabili che indicano quali pazienti hanno maggiori probabilità di sviluppare tempesta di citochine.
Complessivamente, le analisi hanno prodotto sei criteri predittivi comprendenti tre gruppi di risultati di laboratorio relativi a infiammazione, morte cellulare e danni ai tessuti e squilibrio elettrolitico. In particolare, i pazienti in tempesta di citochine hanno mostrato uno stato proinfiammatorio e livelli elevati di enzimi che indicano un significativo danno sistemico ai tessuti. Inoltre, i pazienti che soddisfacevano i criteri avevano una degenza ospedaliera prolungata ed erano a maggior rischio di morte per COVID-19, con quasi la metà dei pazienti che hanno sperimentato tempesta di citochine che soddisfacevano tutti i criteri entro il primo giorno di ricovero.
I ricercatori hanno convalidato i criteri in una successiva coorte di 258 pazienti ammessi a TUH per infezione da COVID-19. “L’algoritmo ha previsto correttamente la tempesta di citochine in quasi il 70 per cento dei pazienti“, ha detto il dott. Caricchio.
“La capacità di riprodurre i nostri risultati in una seconda coorte di pazienti significa che il nostro gruppo di variabili sono criteri efficaci per la diagnosi di tempesta di citochine nei pazienti COVID-19“, ha aggiunto. Il passo finale ora è far convalidare i criteri da altri centri in cui i pazienti COVID-19 sono ammessi per le cure.
Il dott. Caricchio ha osservato che i criteri potrebbero essere applicati ai pazienti COVID-19 in qualsiasi ospedale o livello di ricovero in qualsiasi parte del mondo. “Questo rende i criteri molto preziosi per guidare le decisioni su come trattare i pazienti COVID-19 in tutto il mondo“, ha detto. Applicati in modo più ampio, questi criteri diagnostici potrebbero facilitare notevolmente la diagnosi precoce e l’intervento, aiutando a salvare molte vite.
“Questo è stato uno sforzo veramente collettivo tra medici in prima linea, ricercatori e statistici, ed i risultati sono una delle tante testimonianze dell’eccezionale lavoro svolto dalla Temple University e dal Temple University Health System“, ha concluso il dott. Caricchio.
Riferimento: “Criteri predittivi preliminari per la tempesta di citochine COVID-19” di Roberto Caricchio, Marcello Gallucci2, Chandra Dass, Xinyan Zhang, Stefania Gallucci, David Fleece, Michael Bromberg, Gerard J Criner e Temple University COVID-19 Research Group, 25 settembre 2020 , Annali delle malattie reumatiche .
DOI: 10.1136 / annrheumdis-2020-218323
Altri ricercatori che hanno contribuito al nuovo rapporto includono la Lewis Katz School of Medicine e i ricercatori e clinici del Temple University Hospital Chandra Dass, Clinical Radiology; Xinyan Zhang, Dipartimenti di Medicina e Reumatologia; Stefania Gallucci, Dipartimento di Microbiologia e Immunologia; David Fleece, Pediatria clinica; Michael Bromberg, Dipartimento di Medicina e Sezione di Ematologia; e Gerard J. Criner, Dipartimento di Medicina e Chirurgia Toracica. La competenza statistica è stata fornita da Marcello Gallucci, Dipartimento di Psicologia, Università di Milano-Bicocca, Milano, Italia.
La ricerca è stata in parte supportata dalla borsa di studio R56 AR072115-01 del National Institutes of Health e dalla Lupus Research Alliance.