La patogenesi di un’infezione respiratoria da COVID-19 è in gran parte legata alla cosiddetta tempesta di citochine [sindrome da tempesta di citochine (CSS, ipercinemia, ecc.)], ossia una risposta iper-infiammatoria.

Durante questa risposta, si verifica una produzione esplosiva di citochine proinfiammatorie come TNF-α IL-1β e altre, esagerando notevolmente la generazione di specie reattive dell’ossigeno (radicali liberi) che danneggiano le molecole [1]. Nei casi più gravi, la tempesta di citochine è responsabile dei segni più evidenti di un’infezione da COVID-19, tra cui febbre, lesioni polmonari che causano tosse e respiro corto (e la complicazione a lungo termine, la fibrosi polmonare) e la morte.

Un fattore causale legato allo stato iper-infiammatorio delle cellule immunitarie è la loro capacità di modificare drasticamente il loro metabolismo. Analogamente alle cellule cancerose di molti tumori solidi, le cellule immunitarie come i macrofagi/monociti in condizioni infiammatorie abbandonano la fosforilazione ossidativa mitocondriale per la produzione di ATP a favore della glicolisi aerobica citosolica (nota anche come effetto Warburg) [2]. Questo passaggio è guidato dal fattore di trascrizione HIF-1α (hypoxia inducible factor-1α) e dalla serina/treonina chinasi mTOR (mammalian target of rapamycin) e da altre proteine. Il passaggio alla glicolisi aerobica consente alle cellule immunitarie di diventare altamente fagocitiche, di accelerare la produzione di ATP, di intensificare il burst ossidativo e di fornire gli abbondanti precursori metabolici necessari per una maggiore proliferazione cellulare e per un aumento della sintesi e del rilascio di citochine.