Il team di ricercatori hanno utilizzato un metodo di imaging del corpo intero per misurare e monitorare la risposta immunitaria alle infezioni virali. Il metodo è una promettente piattaforma per studiare l’immunità umana in modo più dettagliato, potrebbe essere utilizzato per valutare i trattamenti contro il cancro e studiare altre malattie infettive e autoimmuni.
Le cellule T CD8+ non personalizzate (naïve) durante un’infezione virale, si attivano e diventano citotossiche, cercando e uccidendo le cellule infette; alcune cellule CD8+ si sviluppano in cellule T della memoria specifiche dell’agente patogeno, che “ricordano” il virus, fornendo al sistema immunitario una protezione a lungo termine in caso di recidiva.
È importante per lo sviluppo di vaccini e trattamenti comprendere come il sistema immunitario risponde alle infezioni virali e sviluppa una memoria specifica per l’invasore. Le cellule T CD8+ sebbene possano essere trovate nel sangue, risiedono principalmente in tessuti non sanguigni come la milza, il midollo osseo e i linfonodi, quindi per accedervi è necessaria una biopsia tissutale.
Il team di ricercatori della UC Davis Health hanno sviluppato un metodo non invasivo per misurare le cellule T CD8+ e la loro risposta alle infezioni virali utilizzando scansioni PET (tomografia a emissione di positroni) su tutto il corpo.
Negar Omidvari, autore principale dello studio pubblicato nella rivista Science Advances, ha affermato:
«Valutare i cambiamenti immunologici nei tessuti non sanguigni è impegnativo a causa della natura invasiva delle biopsie, in alcuni casi, non è nemmeno praticabile in alcune regioni anatomiche dei partecipanti viventi, come il cervello, il midollo spinale, il tessuto cardiopolmonare e il tessuto vascolare, quindi, la sfida era trovare metodi quantitativi non invasivi per misurare la distribuzione e il traffico di cellule T CD8+ nel corpo che fossero sicuri da usare anche nelle persone sane».
La PET dinamica total-body nel paziente prevede l’iniezione di una piccola quantità di un tracciante radioisotopico, seguita da imaging continuo per un periodo di tempo, crea un filmato che mostra la cinetica del tracciante (distribuzione nel tempo) all’interno del corpo, quindi, vengono utilizzati modelli matematici per estrarre informazioni biologicamente rilevanti.
Gli scanner PET total body consentono l’imaging dinamico e la modellazione cinetica simultanea di tutti gli organi, sono più sensibili degli scanner PET convenzionali, ciò si traduce in una migliore qualità dell’immagine e in inferiori dosi di iniezione di radiotraccianti. È la prima volta che la PET dinamica e la modellazione cinetica vengono utilizzate per misurare la distribuzione delle cellule T CD8+ umane.
Negar Omidvari ha affermato:
«La PET dinamica total body attualmente è l’unica tecnologia disponibile con una dose di radiazioni accettabile, consente misurazioni quantitative non invasive della distribuzione e movimento delle cellule immunitarie all’interno di tutti i tessuti negli esseri umani viventi».
Il team di ricercatori hanno coinvolto nello studio tre adulti sani e cinque in convalescenza dall’infezione da Covid-19 con sintomi da lievi a moderati che non richiedevano il ricovero ospedaliero.
È stata iniettata ai partecipanti una piccola quantità di liquido radioattivo contenente un radiotracciante immunoPET, 89 Zr-Df-Crefmirlimab, che prende di mira le cellule CD8 umane.
Ciascun partecipante dopo l’iniezione con il radiotracciante è stato sottoposto a una scansione dinamica di 90 minuti; una scansione di 60 minuti a sei ore; e una scansione di 60 minuti a 48 ore.
La modellazione cinetica, indipendentemente da quando è stata eseguita l’imaging e dalle differenze nel sangue di ciascun partecipante, ha permesso al team di ricercatori di separare l’effetto della circolazione sanguigna sui tessuti e di misurare l’assorbimento del radiotracciante nei tessuti.
Le immagini hanno mostrato un elevato assorbimento di cellule T CD8+ negli organi linfoidi di tutti i partecipanti. Il più alto era nella milza, seguito dal midollo osseo, fegato, tonsille e dai linfonodi. Il team di ricercatori, significativamente hanno osservato un aumento delle concentrazioni di cellule T CD8+ nel midollo osseo dei pazienti Covid in recupero rispetto ai controlli. Le scansioni di follow-up sei mesi dopo l’infezione da Covid, hanno mostrato che la concentrazione delle cellule T della memoria nei pazienti in recupero, era leggermente superiore rispetto alle scansioni effettuate al basale in tutte le regioni del midollo osseo.
Negar Omidvari ha affermato:
«Il midollo osseo a seguito di un’infezione virale, è stato identificato come un pool importante e il sito preferito per la proliferazione delle cellule T CD8+ della memoria, questo traffico di cellule T della memoria verso determinati tessuti come il midollo osseo è fondamentale per lo sviluppo della memoria immunitaria dopo l’infezione virale».
Il team di ricercatori in modo non invasivo, hanno fornito una nuova piattaforma per studiare la risposta immunitaria umana e la memoria in tutti gli organi.
Simon Cherry coautore dello studio ha affermato:
«Ciò che è di fondamentale importanza in questo studio è che ha mostrato il potenziale della PET total body per valutare la distribuzione delle cellule T nell’intero corpo umano, con la qualità dell’immagine necessaria per una modellazione dettagliata e con una dose di radiazioni sufficientemente bassa da consentire la sua ampia applicazione per studiare la risposta immunitaria negli esseri umani. Nel nostro caso, siamo stati in grado di caratterizzare la dinamica di questo tracciante immunoPET in soggetti sani di controllo e in pazienti con malattie infettive Covid-19, il che rappresenta una novità importante».
Il team di ricercatori oltre a studiare la risposta immunitaria e la memoria, hanno affermato che il metodo potrebbe essere utilizzato per valutare la risposta al trattamento nei pazienti affetti da cancro, e potrebbe estendersi agli studi sulle malattie infettive e autoimmuni e sul trapianto di organi.
