O furtună de citokine

O furtună de citokine reprezintă un răspuns inflamator violent care scapă de sub controlul corpului nostru. În mod normal, răspunsul inflamator la o infecție virală, de exemplu, se autolimită, dar la unii oameni activarea sistemului imunitar este atât de puternică încât poate provoca daune multor organe și, eventual, chiar moarte. Studii recente au demonstrat că furtuna de citokine este una dintre cauzele majore de deces la persoanele care suferă de COVID-19.

Cuprins:

1. Furtuna de citokine - ce este?
2. Furtuna de citokine - mecanismul formării sale
3. Furtuna de citokine - cauze
4. Furtuna de citokine - consecințe
5. Furtuna de citokine - simptome
6. Furtuna de citokine - tratament
7. Furtuna de citokine - COVID-19 și alte pandemii

Furtuna de citokine - ce este?

O furtună de citokine sau hipercitokineemie sau cascada de citokine este un răspuns excesiv și necontrolat de către sistemul imunitar care eliberează cantități masive de substanțe pro-inflamatorii. Furtunile de citokine netratate pot duce la complicații grave, cum ar fi sepsis, șoc, leziuni tisulare și insuficiență multiplă a organelor, cu moartea ulterioară.

Furtuna de citokine nu este clasificată ca entitate de boală, ci ca un complex de răspunsuri imune care pot apărea în cursul diferitelor condiții clinice, de exemplu, boli infecțioase.

Termenul „furtună de citokine” a fost folosit pentru prima dată în 1993 pentru a descrie efectele bolii grefă versus gazdă care poate apărea în corpul destinatarului după transplantul de organe. În 2003, s-a mai arătat că o furtună de citokine poate fi legată de răspunsul organismului la infecția cu viruși, bacterii sau ciuperci.

Termenul „furtună de citokine” pare să fie folosit pentru prima dată în contextul infecției cu virusul gripei aviare H5N1 în 2005. Apoi a început să fie folosit din ce în ce mai mult în literatura științifică.

Furtuna de citokine - mecanismul formării sale

Inițierea unei furtuni de citokine poate apărea, de exemplu, în timpul unei infecții cu un virus gripal. După infecție, virusul pătrunde în celulele epiteliale ale căilor respiratorii superioare și inferioare prin procesul de endocitoză. Apoi materialul genetic viral este recunoscut de așa-numitul modele moleculare legate de agenți patogeni (PAMP pe scurt), care la rândul lor pot iniția un răspuns al sistemului imunitar, inclusiv o furtună de citokine.

În timpul unei furtuni de citokine, celulele sistemului imunitar sunt activate rapid. Diviziunea rapidă a limfocitelor T și a limfocitelor B, monocitelor, macrofagelor, celulelor dendritice și celulelor NK și supraproducția lor a peste 150 de citokine diferite.

O caracteristică a furtunii de citokine este pierderea feedback-ului negativ de către sistemul imunitar, care inhibă fiziologic producția excesivă de citokine pro-inflamatorii. Eliberarea de citokine induce eliberarea de citokine suplimentare, care inițiază o reacție în lanț de neoprit. Se ajunge la un fel de cerc vicios autopropulsat.

Citokinele sunt un grup divers de molecule mici, care sunt secretate în principal de celule din sistemul imunitar pentru a comunica între ele. Printre cele mai importante funcții ale citokinelor se numără controlul diviziunii și diferențierii celulelor imune și reglarea răspunsului inflamator.

Citokinele includ proteine ​​precum:

• Interferonii (IFN) care joacă un rol major în imunitatea înnăscută la viruși și la alți microbi
• Interleukinele (IL) care reglementează în primul rând diferențierea și activarea celulelor imune. Pot avea funcții pro-inflamatorii (activarea răspunsului inflamator) sau antiinflamatorii (inhibarea răspunsului inflamator)
• Chimiochinele acționează ca substanțe care „atrag” celulele sistemului imunitar și își controlează mișcarea către locurile de inflamație
• Factorii de stimulare a coloniilor (LCR) controlează hematopoieza, procesul de producere a celulelor imune mature din celulele stem din sânge
• Factorul de necroză tumorală (TNF) este probabil cel mai studiat citokină proinflamatorie care joacă un rol central în furtuna de citokine

Furtuna de citokine - cauze

Factorii care duc la o furtună de citokine sunt asociați cu o mare varietate de boli infecțioase și neinfecțioase. Agenții infecțioși includ:

• streptococi din grupa A
• citomegalovirus
• Virusul Epstein-Barr
• Virusul Ebola
• virus gripal
• virusul variolei
• coronavirusuri, de exemplu SARS-CoV, MERS-CoV

Factorii neinfecțioși includ:

• boala grefă versus gazdă
• scleroză multiplă
• artrita idiopatică juvenilă
• inflamația pancreasului
• cancere, de exemplu limfoame
• terapii biologice, de exemplu, rituximab
• sindromul hemofagocitar
• sindromul de activare a macrofagelor

Unul dintre cele mai mari mistere care înconjoară o furtună de citokine este motivul pentru care unii oameni par a fi deosebit de vulnerabili și alții rezistenți la dezvoltarea unei furtuni de citokine. Acest lucru este probabil legat de variabilitatea genetică a răspunsului imun la populația umană.

Furtuna de citokine - consecințe

Furtuna de citokine este o cauză importantă de deces la pacienții infectați cu viruși precum Ebola, Marburg, coronavirusuri și gripă pandemică. Leziunea pulmonară acută (ALI) este o consecință frecventă a unei furtuni de citokine la virusurile care afectează plămânii, cum ar fi SARS-CoV și virusul gripal.

ALI se caracterizează printr-un răspuns inflamator acut din țesutul pulmonar urmat de o fază cronică de depunere de colagen pulmonar și fibroză. În timp, ALI se poate dezvolta în forma sa mai severă, sindromul de detresă respiratorie acută (ARDS).

Pneumonia locală se poate răspândi prin sistemul circulator către restul corpului, provocând daune altor organe. În cele din urmă, se poate observa un sindrom clinic sever sub formă de sepsis.

Persoanele cu sepsis indus de infecții severe au profiluri caracteristice de citokine din sânge care se schimbă în timp. Citokinele cu răspuns acut sunt TNF, interleukina-1 și 8, care apar la câteva minute sau câteva ore după infecție, urmate de o creștere semnificativă a nivelurilor de interleukină-6. Interleukina-10 antiinflamatoare apare puțin mai târziu, în timp ce organismul încearcă să controleze răspunsul inflamator sistemic acut.

Pe lângă infecțiile pulmonare, furtuna de citokine este o consecință a infecțiilor severe ale tractului gastrointestinal, ale tractului urinar, ale sistemului nervos central, ale pielii și ale spațiilor articulare.

Furtuna de citokine - simptome

• febră
• oboseală
• pierderea poftei de mâncare
• durere la nivelul mușchilor și articulațiilor
• greață și vărsături
• diaree
• scăderea tensiunii arteriale
• bătăi rapide ale inimii
• convulsii
• Durere de cap
• delir și halucinații
• încâlcire
• eczemă

Cu toate acestea, testele de laborator arată un nivel ridicat de:

• compuși de azot din sânge
• D-dimeri
• aminotransferaze
• feritină
• Proteine ​​CRP
• interleukina-6
• lactat dehidrogenază
• timp prelungit de protrombină
• număr scăzut de trombocite din sânge

Furtuna de citokine - tratament

În prezent, nu există o singură terapie de furtună cu citokine și medicamente special concepute pentru a o trata. Abordarea principală în tratarea acestui sindrom este inducerea imunosupresiei, adică reducerea capacității de reacție a sistemului imunitar. În acest scop, medicamente precum:

• corticosteroizi
• inhibitori ai citokinelor, de exemplu tocilizumab

Furtuna de citokine - COVID-19 și alte pandemii

Acumularea de dovezi clinice sugerează că subgrupul de pacienți cu COVID-19 indus de virusul SARS-CoV-2 poate prezenta sindrom de furtună cu citokine.

Un studiu retrospectiv multicentric publicat de Ruan și colab. În care au fost analizate 150 de cazuri confirmate de COVID-19, a constatat că mortalitatea COVID-19 se poate datora unei furtuni de citokine activate de virus. La acești pacienți, s-au observat niveluri crescute de feritină și interleukină-6 în sânge. Acest lucru poate avea implicații importante pentru tratamentul bolii, deoarece tratamentul COVID-19 în prezent este de susținere.

Prin urmare, se sugerează ca pacienții cu COVID-19 sever să fie examinați pentru a detecta furtunile de citokine (de exemplu, prin măsurarea feritinei) pentru a identifica un subgrup de pacienți pentru care terapia imunosupresivă ar fi eficientă. Această nouă abordare terapeutică este testată la Departamentul de Boli Infecțioase al Spitalului Clinic Public Independent Nr. 1 din Lublin.

O furtună de citokine poate explica rata mortalității în rândul tinerilor din COVID-19, deoarece o situație similară a fost observată în 1918 în timpul pandemiei de gripă spaniolă. Pe atunci, mai mult de jumătate din decese au avut loc la subiecți sănătoși cu vârste cuprinse între 18 și 40 de ani și au fost cauzate de furtuna de citokine care a dus la sindromul de suferință respiratorie acută.

Pe de altă parte, fenomenul unei furtuni de citokine explică de ce copiii devin mai blândi de la infectarea cu virusul SARS-CoV-2. Sistemul lor imunitar este pur și simplu mai puțin dezvoltat și nu reacționează atât de violent la prezența virusului.

Citește și:

• Cum a progresat infecția cu coronavirus SARS CoV-2? Aranjamente noi!
  
• Coronavirus periculos pentru persoanele în vârstă - cum să protejăm persoanele în vârstă?
• De ce coronavirusul ucide tinerii?
• Doctorul arată cum coronavirusul distruge plămânii tinerilor
• Mortalitatea la persoanele infectate cu coronavirus

Literatură:

1. Tisoncik J. R. și colab. Into the Eye of the Cytokine Storm. Microbiol Mol Biol Rev. 2012 mar; 76 (1): 16-32. - acces online
2. Mehta P. și colab. COVID-19: luați în considerare sindroamele de furtună de citokine și imunosupresia. Lancet. 2020 28 mar; 395 (10229): 1033-1034. - acces online
3. Osterholm M.T. Pregătirea pentru următoarea pandemie. N Engl J Med. 2005 5 mai; 352 (18): 1839-42. acces online
4. Lee D.W. și colab. Concepte actuale în diagnosticul și managementul sindromului de eliberare de citokine. Sânge. 2014 10 iulie; 124 (2): 188–195. - acces online
5. Behrens E.M. și Koretzky G.A. Recenzie: Sindromul furtunilor cu citokine: Privind spre era medicinii de precizie. Artrita reumatolică. 2017 iunie; 69 (6): 1135-1143. - acces online
6. Ruan Q. și colab. Predictori clinici ai mortalității datorate COVID-19 pe baza unei analize a datelor a 150 de pacienți din Wuhan, China. Terapie intensivă Med 2020. - acces online
7. O metodă inovatoare de tratament cu coronavirus testată în Lublin - acces online

Despre autor

Karolina Karabin, MD, dr., Biolog molecular, diagnostic de laborator, Cambridge Diagnostics Polska Format ca biolog cu specializare în microbiologie și diagnostic de laborator cu peste 10 ani de experiență în activitatea de laborator. Absolvent al Școlii de Medicină Moleculară și membru al Societății Poloneze de Genetică Umană.Sef de granturi de cercetare la Laboratorul de Diagnostic Molecular de la Departamentul de Hematologie, Oncologie și Boli Interne ale Universității Medicale din Varșovia. Ea a susținut titlul de doctor în științe medicale în domeniul biologiei medicale la Facultatea I de Medicină a Universității Medicale din Varșovia. Autor al multor lucrări științifice și științifice populare în domeniul diagnosticului de laborator, al biologiei moleculare și al nutriției. În fiecare zi, în calitate de specialist în domeniul diagnosticului de laborator, el conduce departamentul de fond de la Cambridge Diagnostics Polska și cooperează cu o echipă de nutriționiști la Clinica Dietetică CD. Își împărtășește cunoștințele sale practice cu privire la diagnosticul și terapia dietetică a bolilor cu specialiști la conferințe, traininguri, reviste și site-uri web. Este interesată în special de influența stilului de viață modern asupra proceselor moleculare din organism.

Citiți mai multe texte ale acestui autor