Come le infezioni da COVID ed influenza predispongono i polmoni al cancro / How COVID and Flu Infections Prime the Lungs for Cancer
Come le infezioni da COVID ed influenza predispongono i polmoni al cancro / How COVID and Flu Infections Prime the Lungs for Cancer
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Le infezioni gravi da COVID ed influenza possono "riprogrammare" le cellule nei polmoni, predisponendo l'ambiente alla crescita del cancro.
Durante un'infezione virale respiratoria, l'interazione tra l'agente patogeno e la risposta immunitaria dell'ospite può provocare danni tissutali ed infiammazioni che persistono per anni dopo l'eliminazione del virus. Un'infiammazione grave può portare a polmonite od insufficienza respiratoria e può lasciare cicatrici, note anche come fibrosi.
"In precedenza, avevamo osservato che l'infezione influenzale acuta poteva indurre infiammazione e fibrosi persistenti", ha dichiarato a Technology Networks il dottor Jie Sun, professore di medicina all'Università della Virginia e autore corrispondente del nuovo studio.
L'infiammazione e la fibrosi sono fattori di rischio per il cancro ai polmoni, il che ha spinto Sun ad indagare se l'infezione influenzale faciliti lo sviluppo del tumore polmonare primario. Con l'arrivo della pandemia di COVID-19, Sun ha ampliato la sua ricerca per esaminare il rischio di cancro ai polmoni in seguito all'infezione da COVID-19.
"La pandemia di COVID-19 ci ha fornito un contesto unico per studiare questo [l'infezione ed il rischio di cancro ai polmoni] perché moltissime persone si sono ammalate gravemente a causa dello stesso virus nello stesso momento", ha affermato.
Le infezioni virali aumentano il rischio di cancro ai polmoni.
I ricercatori hanno condotto uno studio di coorte retrospettivo utilizzando il database Epic Cosmos , identificando 75,9 milioni di adulti che avevano contratto il COVID-19 in forma lieve o moderata, in forma grave (che ha richiesto il ricovero ospedaliero) o che non erano infetti tra il 2020 e il 2021.
Secondo i dati sulle diagnosi di cancro a partire dal 2022, i pazienti che hanno contratto una forma grave di COVID-19 hanno mostrato un modesto aumento dell'incidenza complessiva di tumori ed un rischio maggiore di sviluppare un tumore al polmone. Dopo aver aggiustato i dati per sesso, età e abitudine al fumo, l'infezione grave da COVID-19 è risultata associata as un aumento di 1,24 volte del rischio di sviluppare un tumore.
Tuttavia, con questa analisi retrospettiva, esiste la possibilità che alcuni individui ricoverati in ospedale con COVID-19 presentassero lesioni precancerose che hanno contribuito alla gravità dell'infezione ed alla successiva crescita del tumore.
Sun ed il suo gruppo hanno utilizzato modelli animali per studiare i meccanismi attraverso i quali una precedente infezione respiratoria aumenta il rischio di cancro ai polmoni.
I topi sono stati infettati con SARS-CoV-2, virus influenzale od un virus di controllo; tre settimane dopo l'infezione, sono state introdotte cellule tumorali nei polmoni. I ricercatori hanno monitorato la crescita del tumore e la sopravvivenza. Hanno confermato che una precedente infezione da SARS-CoV-2 o virus influenzale favorisce la crescita del tumore e riduce significativamente la sopravvivenza.
Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che una precedente polmonite virale favorisce anche lo sviluppo del cancro, indicando che le infezioni virali predispongono i polmoni alla tumorigenesi e alla progressione del cancro.
Creare un ambiente favorevole alla crescita del tumore.
Il sequenziamento a singola cellula delle cellule polmonari 6 e 12 settimane dopo l'induzione del tumore ha rivelato che una precedente infezione riprogramma i neutrofili ed i macrofagi, inducendoli a mostrare caratteristiche pro-tumorali più marcate. Anche le cellule T CD8+ hanno mostrato un maggior numero di segni di esaurimento nei tumori precedentemente esposti al virus.
La riprogrammazione epigenetica di queste cellule immunitarie, causata da un'infezione virale, aumenta le risposte infiammatorie pro-tumorali quando gli oncogeni innescano lo sviluppo del tumore, creando un ambiente in cui le cellule cancerose possono proliferare.
Una volta che il cancro si è instaurato, la riprogrammazione delle cellule immunitarie influenza ulteriormente il microambiente tumorale, che a sua volta modella la crescita del cancro.
"Le cellule epiteliali sono state anche riprogrammate epigeneticamente da una precedente grave infezione e hanno prodotto più citochine infiammatorie pro-tumorali all'inizio/durante l'incontro con il tumore, contribuendo a creare un ambiente permissivo per il cancro", ha spiegato Sun.
La vaccinazione attenua i cambiamenti che favoriscono il cancro.
Secondo i ricercatori, la vaccinazione non solo previene il ricovero ospedaliero in seguito a un'infezione virale, ma può anche ridurre gli effetti a lungo termine dell'infezione stessa.
"Abbiamo scoperto che gli effetti di promozione del cancro richiedono una precedente infezione grave nei modelli animali", ha affermato Sun. "Nei topi, abbiamo scoperto che la vaccinazione preventiva previene lo sviluppo di una malattia grave, attenuando così gli effetti pro-tumorali dell'infezione."
Poiché la vaccinazione negli esseri umani contribuisce anche a prevenire infezioni gravi "addestrando" il sistema immunitario a rispondere in modo più efficace agli agenti patogeni, potrebbe anche attenuare gli effetti pro-tumorali delle infezioni virali. Sun avverte tuttavia che sono necessarie prove dirette sugli esseri umani per confermare questa ipotesi.
Implicazioni per l'assistenza clinica
Poiché il danno tissutale e l'infiammazione causati da un'infezione virale possono persistere per anni, questi risultati indicano che il rischio di cancro ai polmoni aumenta anche da mesi ad anni dopo l'apparente guarigione dall'infezione virale.
Considerando le decine di milioni di persone in tutto il mondo che soffrono di COVID lungo, questa ricerca ha implicazioni significative per l'assistenza clinica e lo screening oncologico.
"Riteniamo che le persone ad alto rischio di cancro ai polmoni, come i fumatori, debbano prestare maggiore attenzione alla diagnosi precoce del cancro ai polmoni in seguito a una precedente infezione grave", ha affermato Sun.
Inoltre, le conoscenze acquisite su come la riprogrammazione delle cellule immunitarie ed epiteliali supporti la crescita del cancro potrebbero stimolare ulteriori ricerche sui biomarcatori e sulle terapie.
"È urgente identificare firme molecolari o biomarcatori in grado di prevedere meglio il rischio di cancro al polmone nei pazienti, nonché sviluppare strategie che prendano di mira le nicchie pro-cancro indotte dai virus per il trattamento del cancro al polmone", ha concluso Sun.
ENGLISH
Severe COVID-19 and influenza infections can trigger long-term lung changes that increase the risk of lung cancer.
Severe COVID and influenza infections can “reprogram” cells in the lungs, priming the environment for cancer growth.
During respiratory virus infection, interactions between the pathogen and the host’s immune response can result in tissue damage and inflammation that persist for years after viral clearance. Severe inflammation can lead to pneumonia or respiratory distress, and it can leave scarring, also known as fibrosis.
“Previously, we observed that acute influenza infection could induce persistent inflammation and fibrosis,” Dr. Jie Sun, professor of medicine at the University of Virginia and corresponding author of the new study, told Technology Networks.
Inflammation and fibrosis are risk factors for lung cancer, leading Sun to investigate whether influenza infection facilitates primary lung cancer development. When the COVID-19 pandemic hit, Sun expanded his research to examine lung cancer risk following COVID-19 infection.
“The COVID-19 pandemic provided us with a unique context to study this [infection and lung cancer risk] because so many people got so sick with the same virus at the same time,” he said.
Viral infection increases lung cancer risk
The researchers conducted a retrospective cohort study using the Epic Cosmos database, identifying 75.9 million adults who had mild-to-moderate COVID-19, severe COVID-19 (requiring hospitalization), or were uninfected during 2020–2021.
Patients who had severe COVID-19 had a modest increase in overall cancer incidence and a higher risk of lung cancer, based on cancer diagnosis data from 2022 onwards. After adjustment for gender, age, and smoking status, severe COVID-19 infection was associated with a 1.24-fold increase in cancer risk.
However, with this retrospective analysis, there is the possibility that some individuals who were hospitalized with COVID-19 had pre-malignant lesions that contributed to severe infection and later cancer growth.
Sun and his team used animal models to investigate the mechanisms behind how prior respiratory infection increases lung cancer risk.
Mice were infected with SARS-CoV-2, influenza, or a control, then, three weeks after infection, cancer cells were introduced to the lungs. The researchers monitored tumor burden and survival. They confirmed that prior infection with SARS-CoV-2 or influenza enhances tumor growth and significantly reduces survival.
Further experiments illustrated that prior viral pneumonia also promotes cancer development, indicating that viral infections prime the lungs for tumorigenesis and cancer progression.
Forming a tumor-supportive environment
Single-cell sequencing of lung cells 6 and 12 weeks post-tumor induction revealed that prior infection reprograms neutrophils and macrophages to display higher pro-tumor signatures. CD8+ T cells also exhibited higher exhaustion signatures in virus-experienced tumors.
Epigenetic reprogramming of these immune cells—caused by viral infection—increases pro-tumor inflammatory responses when oncogenes initiate tumor development, creating an environment in which cancer cells can thrive.
Once the cancer has established, immune cell reprogramming further influences the tumor microenvironment, which then shapes cancer growth.
“Epithelial cells were also epigenetically reprogrammed by prior severe infection and produced more pro-tumor inflammatory cytokines upon tumor initiation/encounter, contributing to a cancer-permissive environment,” Sun explained.
Vaccination mitigates against cancer-promoting changes
Vaccination doesn’t just prevent hospitalization after viral infection; it may also reduce the long-term impacts of infection, the researchers report.
“We found that the cancer promotion effects require prior severe infection in animal models,” said Sun. “In mice, we found that prior vaccination prevents severe disease development, thereby dampening the pro-tumor effects of infection.”
As vaccination in humans also helps prevent severe infection by “training” the immune system to respond more effectively to pathogens, it may also mitigate the pro-tumor effects of viral infections. Sun cautions that direct evidence in humans is needed to confirm this hypothesis.
Implications for clinical care
As the tissue damage and inflammation from viral infection can persist for years, these findings indicate that lung cancer risk is also increased from months to years after apparent recovery from viral infection.
Considering the tens of millions of people worldwide who are experiencing long COVID, this research carries significant implications for clinical care and cancer screening.
“We believe that individuals at high risk of lung cancer, such as smokers, may need to pay greater attention to early detection of lung cancer following a prior severe infection,” said Sun.
Furthermore, the insights into how immune and epithelial cell reprogramming support cancer growth could spur further research into biomarkers and therapeutics.
“There is a pressing need to identify molecular signatures or biomarkers that can better predict lung cancer risk in patients, as well as to develop strategies that target virus-induced pro-cancer niches for lung cancer treatment,” Sun concluded.
Da:
https://www.technologynetworks.com/cancer-research/news/how-covid-and-flu-infections-prime-the-lungs-for-cancer-410881?utm_campaign=NEWSLETTER_TN_Breaking%20Science%20News&utm_medium=email&_hsenc=p2ANqtz-_hB6JcMJ_2q1NWDBSPhw2f3HY8i7XDw4SChI2A33vBvpQQcxpjvjfN82aFxB-Ze1oOgDCr5qESWaoxb6o6UYxMailB9rKNDaUle17u4NAuKt10UW0&_hsmi=409758790&utm_content=409758790&utm_source=hs_email
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