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Covid-19: i dati analizzati da un supercomputer potrebbero salvare molte vite

Il supercomputer Summit, secondo più rapido al mondo
Il supercomputer Summit, secondo più rapido al mondo   -   Diritti d'autore  Euronews
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Uno studio genetico dei pazienti affetti da Covid-19, condotto con l'ausilio del supercomputer Summit, potrebbe aver segnato un deciso passo in avanti verso la comprensione di come il nuovo coronavirus inneschi la malattia. Summit, che si trova presso l'Oak Ridge National Lab negli Stati Uniti, ha analizzato 40.000 geni da 17.000 campioni all'inizio di quest'estate, nel tentativo di comprendere i meccanismi del virus, ha spiegato l'esperto di IA Thomas Smithin un articolo sulla piattaforma Medium.

Grazie alla macchina, il secondo computer più veloce al mondo, si è riusciti ad analizzare - in poco più di 2 settimane - 2 miliardi e mezzo di combinazioni genetiche. I risultati hanno evidenziato come la bradichinina, un composto chimico naturale che regola la pressione sanguigna, potrebbe spiegare molte sfaccettature del Covid-19 e alcuni dei suoi sintomi. I risultati sembrano far luce sul motivo per cui il virus causa problemi vascolari in alcuni pazienti, dall'ictus all'infiammazione della pelle o delle dita dei piedi, oltre ad indicare nuove potenziali terapie per trattare i suoi sintomi peggiori.

Capire il Covid-19: una corsa contro il tempo

Di fronte a un nuovo virus e a una malattia sconosciuta, autorità sanitarie e personale medico sono stati costrette a muoversi, sotto gli occhi del mondo, per tentativi. All'inizio, il virus sembrava manifestarsi come una sindrome respiratoria - il suo nome scientifico completo è ancora Severe Acute Respiratory Syndrome 2, SARS-CoV-2 - con sintomi simili a un brutto raffreddore o all'influenza e i trattamenti riflettevano questo. Ma molto presto, i medici impegnati in prima linea hanno iniziato a segnalare sintomi più gravi: ictus, problemi cardiaci, malattie della pelle e problemi circolatori, soprattutto ai piedi. In alcuni casi sono stati rilevati anche problemi ormonali.

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In basso a sinistra: una vena affetta da tempesta di Bradichinina. A sinistra, una sanaEuronews

Gli operatori sanitari hanno iniziato così a rendersi conto che somministrare ossigeno a pazienti gravemente malati o intubarli - ovvero attivare il protocollo iniziale per l'insufficienza respiratoria - non sempre portava ai i risultati desiderati. Evidentemente, c'era qualcos'altro al lavoro nell'organismo dei malati. A poco a poco, i segnali hanno preso a indicare che i casi più gravi e i decessi erano dovuti alla cosiddetta "tempesta di citochine" - una iper-reazione del sistema immunitario, capace di danneggiare gli organi vitali.

Le scoperte compiute dagli scienziati che hanno elaborato dati del supercomputer, sono state pubblicate sulla rivista eLife: stando alle loro conclusioni, una tempesta di bradichinina - una disfunzione del sistema vascolare che causa la perdita di vasi sanguigni - potrebbe essere alla base dei problemi al sistema cardio-circolatorio. I ricercatori hanno però aggiunto come non sia affatto da escludere che le due tempeste siano "intrisecamente collegate".

Il Covid-19: uno scassinatore che penetra dalle finestre

L'ipotesi pubblicata su eLife suggerisce dunque che ci sarebbe una tempesta di bradichinina alla base di molti dei sintomi più letali del Covid-19. La teoria si basa sulla nozione comunemente accettata che l'infezione inizia con il virus che entra nell'organismo attraverso i recettori ACE2 - ampiamente presenti nel naso, ma anche nell'intestino, nei reni e nel cuore. Il computer Summit ha mostrato al team di ricercatori che gli effetti di Covid-19 non si limitano a quelli causati dalla colonizzazione dei recettori ACE2: perché il virus è anche in grado di manipolarli, inducendolo l'organismo ad aumentare la risposta dei recettori.

Covid-19 non si limita dunque a infettare le cellule che già esprimono molti recettori ACE2, ma dirotta attivamente i sistemi dell'organismo che viene quindi indotto a regolarizzarli in organi ove di solito sono espressi a livelli bassi o medi, compresi i polmoni, ha detto Smith. "In questo senso, Covid-19 è come un ladro che si infila nella finestra aperta del secondo piano e comincia a saccheggiare la casa" ha spiegato il ricercatore. "Una volta dentro, però, non si limita a prendere la tua roba, ma apre anche tutte le porte e le finestre in modo che i suoi complici possano entrare di corsa e aiutare a saccheggiare in modo più efficiente", ha aggiunto.

La SARS-CoV-2- hanno scritto i ricercatori - aumenta i livelli di ACE2, che abbassa la pressione sanguigna nel corpo umano e lavora contro un altro enzima noto come ACE (che ha l'effetto opposto), lasciando la porta aperta per la bradichinina. La bradichinina incontrollata causa permeabilità vascolare e dilatazione così come ipotensione, hanno aggiunto.

Quando i respiratori sono inutili

Una volta che la pressione sanguigna non è controllata e i vasi sanguigni aumentano la loro permeabilità, l'organismo apre alle disfunzioni in quasi tutto il corpo - e le porte rimangono aperte. I pazienti affetti da una tempesta di bradichinina "annegano" perché i loro alveoli polmonari sono rivestiti di una sostanza gelatinosa Molti operatori sanitari avevano riportato danni ai vasi sanguigni dell'apparato respiratorio e ad altri organi. Questo spiegherebbe perché in alcuni casi la somministrazione di ossigeno o il collegamento dei pazienti ai respiratori è stato inutile.

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Sopra, un alveolo polmonare sano, Sotto, uno "allagato" da una gelatina stimolata dalla BradichininaEuronews

Identificare i pazienti a rischio?

Un altro dei misteri di Covid-19 è il motivo per cui alcuni pazienti hanno sofferto, più di altri, sintomi gravi, sebbene siano noti fattori di rischio come l'età, il sovrappeso e il diabete. Inizialmente, la causa è stata rintracciata in fattori genetici, problemi con il microbiota intenstinale o anche il gruppo sanguigno. L'ipotesi della bradichinina potrebbe aiutare ora a capire chi è più a rischio di essere colpito dal virus in forma grave.

Diviene ad esempio sempre più evidente come le donne abbiano meno probabilità di morire a causa di Covid-19. I ricercatori ritengono che la presenza di una proteina (timosina beta-4), che è doppiamente presente nelle donne rispetto agli uomini, potrebbe proteggerle da alcuni dei peggiori sintomi del nuovo coronavirus.

Come potrebbe aiutare a trovare una cura?

I ricercatori hanno suggerito che gli sforzi per trovare un trattamento per i sintomi dovrebbero essere concentrati sul contenimento delle tempeste di bradichinina. "Ulteriori esperimenti hanno identificato diversi farmaci esistenti che hanno il potenziale per essere ri-utilizzati per il trattamento della Bradykinin Storm", hanno scritto. Un possibile step successivo sarebbe quello di effettuare studi clinici per valutare l'efficacia di questi farmaci nel trattamento dei pazienti affetti da Covid-19". "Inoltre, capire come la SARS-Cov-2 influisce sull'organismo aiuterà i ricercatori e i clinici a identificare le persone che sono più a rischio di sviluppare sintomi potenzialmente letali".