La proteina Spike, una glicoproteina fondamentale nella struttura del virus SARS-CoV-2, ha suscitato grande interesse scientifico per il suo ruolo nelle infezioni e nei processi infiammatori. Approfondiamo insieme la sua composizione, le funzioni, e i suoi effetti sulla salute umana.
Che cos'è la proteina Spike?
La proteina Spike caratterizza visivamente il SARS-CoV-2. È quella protuberanza che assomiglia a una corona.
La proteina Spike è una glicoproteina composta da due subunità, S1 e S2, unite da un ponte di-solfuro. Si tratta di un componente chiave del virus SARS-CoV-2, con diverse caratteristiche che ne determinano la pericolosità:
- Antigene di superficie: È la "carta d'identità" del virus, essenziale per il riconoscimento da parte del sistema immunitario.
- Receptor Binding Domain (RBD): Questa regione, presente sulla subunità S1, funge da chiave di accesso per permettere al virus di infettare le cellule umane. La subunità S1 della proteina spike di SARS-CoV-2 è una regione molto flessibile e contiene il meccanismo chiamato RBD (dall’inglese receptor-binding domain, “dominio che lega il recettore”), attraverso il quale il virus è in grado di riconoscere e legare il recettore ACE2, che è la porta di ingresso del virus nelle cellule del nostro organismo.
- Neurotossina: La Spike ha affinità con il tessuto nervoso, causando processi infiammatori patogenetici a carico dei nervi e del sistema nervoso.
Come funziona la proteina Spike?
La Spike attiva una serie di processi fisiopatologici che hanno implicazioni cliniche significative.
1. Attivazione della cascata coagulativa
La Spike si comporta come un fattore estrinseco della coagulazione, provocando:
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- Trombosi e fenomeni tromboembolici.
- Coinvolgimento dei vasi del microcircolo, come i vasa vasorum e i vasa nervorum, con possibili conseguenze gravi, tra cui:
- Paralisi del nervo ipoglosso (deviazione della lingua).
- Paralisi del nervo vago (arresto cardiaco).
- Tromboembolia polmonare.
- Microischemie encefaliche.
- Sciatalgie.
2. Altre implicazioni cliniche
- pancreatite, diabete, epatiti, encefaliti e vasculiti (manifestazioni cutanee come porpora e petecchie).
3. Rilevamento tramite test diagnostici
- IgG e IgM, rilevabili attraverso test diagnostici specifici. Questi test permettono di identificare la presenza della proteina Spike, sia come antigene di superficie virale durante l’infezione da SARS-CoV-2, sia come prodotto di stimolazione delle cellule in seguito alla vaccinazione con mRNA.
In sintesi, la proteina Spike rappresenta una sostanza estranea e potenzialmente dannosa per il corpo umano.
Effetti della Proteina Spike sui Vasi Sanguigni
Un recente studio pubblicato sulla rivista Circulation Research mostra come la proteina spike del SARS-CoV-2 possa danneggiare direttamente le cellule dell’endotelio vascolare. Un recente studio ha dimostrato che questa parte avrebbe un ruolo per quanto riguarda le complicanze cardiovascolari (come trombosi e ictus) di chi contrae il COVID-19. La proteina spike sarebbe infatti in grado di provocare un danno diretto alle pareti dei vasi sanguigni, indipendentemente dall’infettività del virus.
Per scoprirlo, gli autori del lavoro hanno inoculato nei criceti uno pseudovirus, che come suggerisce il nome, assomiglia a un virus (in questo caso esprime una proteina spike), ma non è infettivo perché non contiene materiale genetico virale. I ricercatori hanno osservato, oltre a danni polmonari, anche quelli alle pareti dei vasi sanguigni. Gli animali infettati hanno manifestato, oltre a danni alveolari polmonari e infiltrazione di cellule mononucleari a livello polmonare, anche un danno all’endotelio vascolare.
Successivamente i ricercatori hanno studiato l’azione diretta della proteina spike sulla funzione mitocondriale di cellule endoteliali sane. Sebbene questi risultati debbano essere confermati in ulteriori studi che utilizzino l’agente infettivo SARS-CoV-2, suggeriscono comunque che la proteina spike abbia un ruolo diretto nella disfunzione endoteliale che conduce ad un’infiammazione.
Impatto Neurologico della Proteina Spike
Un recente studio pubblicato su Cell Host & Microbe ha indagato la persistenza della proteina spike di SARS-CoV-2 nell’asse cranio-meningi-cervello e il suo ruolo nelle complicanze neurologiche associate al COVID-19. I ricercatori hanno evidenziato che in campioni di cranio di individui deceduti per cause non legate al COVID-19, la proteina spike è stata rilevata in 10 su 34 casi, suggerendo che possa persistere a lungo anche dopo la risoluzione dell’infezione.
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L’infezione è associata a sintomi come annebbiamento mentale, riduzione dello spessore della materia grigia e aumento del rischio di ictus, anche nei casi lievi. Sebbene l’RNA virale venga rilevato sporadicamente nei tessuti cerebrali, si osservano ampie attivazioni immunitarie che indicano meccanismi indiretti di danno.
Parte fondamentale della struttura del virus, la proteina spike innesca risposte infiammatorie, compromette la funzione endoteliale e favorisce la formazione di coaguli proinfiammatori. Studi precedenti hanno dimostrato che la spike può persistere a lungo nel plasma e nelle cellule immunitarie, alimentando l’interesse per il suo impatto sistemico e locale sul cervello.
Risultati principali dello studio:
- La proteina spike è stata rilevata nel midollo osseo del cranio, nelle connessioni cranio-meningee (SMCs) e nelle meningi di pazienti deceduti per COVID-19 acuto. Nel midollo osseo, il 45% della proteina spike era localizzato al di fuori dei vasi sanguigni, suggerendo un’estravasazione nei tessuti.
- La proteina spike è stata trovata nello spazio perinucleare delle cellule meningeali e vicino ai neuroni nella corteccia frontale del cervello, indicando un’interazione diretta con le regioni neurali.
- Studi sui topi hanno confermato che la spike attraversa la barriera emato-encefalica e si localizza nei tessuti esprimenti ACE2.
- I livelli persistenti di spike erano associati a marcatori di neurodegenerazione, come la proteina tau, la catena leggera del neurofilamento (NfL) e la proteina gliale fibrillare acida (GFAP), rilevati nel liquido cerebrospinale (CSF) di pazienti con COVID lungo.
- La spike induceva neuroinfiammazione, danni neuronali e comportamenti simili all’ansia nei topi, oltre a peggiorare gli esiti di ictus e traumi cranici.
Ruolo dei vaccini
Le vaccinazioni mRNA hanno ridotto significativamente l’accumulo della proteina spike nei tessuti chiave, tra cui il cervello e il cranio. Tuttavia, la spike non veniva completamente eliminata, suggerendo una riduzione, ma non l’azzeramento, del rischio neurologico.
Cosa ci dice questo studio?
Questo studio collega i sintomi neurologici a lungo termine del COVID-19, come il brain fog e la neurodegenerazione, alla persistenza della proteina spike e all’infiammazione sistemica. La spike è stata rilevata anche in campioni post-mortem negativi al test PCR, confermando la sua lunga durata nei tessuti.
L’analisi proteomica ha evidenziato somiglianze con malattie neurodegenerative come l’Alzheimer, suggerendo meccanismi condivisi. I vaccini hanno dimostrato di mitigare gli effetti, sottolineando l’importanza della vaccinazione nel ridurre le complicanze acute e croniche del COVID-19.
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Miocardite e Pericardite Associate ai Vaccini mRNA
Comirnaty e Spikevax (COVID-19 Vaccine Moderna) contengono una molecola chiamata mRNA che contiene le informazioni per produrre la proteina spike. Quando a una persona viene somministrato uno di questi vaccini, alcune delle sue cellule leggeranno le istruzioni del mRNA e produrranno temporaneamente la proteina spike.
La valutazione ha incluso una revisione approfondita di 145 casi di miocardite segnalati nello spazio economico europeo (EEA) tra le persone che hanno ricevuto Comirnaty e 19 casi tra le persone che hanno ricevuto Spikevax. Il PRAC ha anche esaminato le segnalazioni di 138 casi di pericardite in seguito all'uso di Comirnaty e 19 casi in seguito all'uso di Spikevax.
Il Comitato ha concluso che i casi si sono verificati principalmente entro 14 giorni dalla vaccinazione, più spesso dopo la seconda dose e nei giovani adulti di sesso maschile. In cinque casi verificatisi nel EEA, l’esito è stato fatale. Queste persone erano di età avanzata o avevano malattie concomitanti.
Raccomandazioni
Gli operatori sanitari devono prestare attenzione ai segni e ai sintomi di miocardite e pericardite. Devono comunicare alle persone che ricevono questi vaccini di rivolgersi immediatamente a un medico se si verificano sintomi indicativi di miocardite o pericardite. Devono comunicare alle persone che ricevono il vaccino che devono cercare immediatamente assistenza medica se hanno i seguenti sintomi indicativi di miocardite e pericardite dopo la vaccinazione: dolore (acuto e persistente) al petto, palpitazioni o respiro affannoso. Gli operatori sanitari devono consultare le linee guida applicabili e/o consultare specialisti (ad es. cardiologi).
Come per tutti i vaccini, l'EMA continuerà a monitorare la sicurezza e l'efficacia dei vaccini e a fornire al pubblico le informazioni più aggiornate, in particolare man mano che verranno vaccinati adolescenti e giovani adulti e somministrate le seconde dosi.
Verrà inviata una comunicazione diretta agli operatori sanitari (DHPC) che prescrivono, dispensano o somministrano il vaccino.
Per via della sua fondamentale importanza nel processo di infezione, la proteina spike di SARS-CoV-2 è uno dei bersagli farmacologici più studiati.
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