La proteina spike di SARS-CoV-2 è il principale meccanismo che il virus utilizza per infettare le cellule bersaglio. Questa proteina è formata da due componenti principali: la subunità S1 e la subunità S2.
La Struttura e la Funzione della Proteina Spike
La subunità S1 della proteina spike di SARS-CoV-2 è una regione molto flessibile e contiene il meccanismo chiamato RBD (receptor-binding domain), 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.
Per via della sua fondamentale importanza nel processo di infezione, la proteina spike di SARS-CoV-2 è uno dei bersagli farmacologici più studiati.
I Vaccini COVID-19 e la Proteina Spike
I virus SARS-CoV-2 infettano le persone utilizzando una proteina di superficie, denominata Spike, che agisce come una chiave permettendo l’accesso dei virus nelle cellule, in cui poi si possono riprodurre. Tutti i vaccini attualmente in studio sono stati messi a punto per indurre una risposta che blocca la proteina Spike e quindi impedisce l’infezione delle cellule.
Le proteine prodotte stimolano il sistema immunitario a produrre anticorpi specifici. Il vaccino, quindi, non introduce nelle cellule di chi si vaccina il virus vero e proprio, ma solo l’informazione genetica che serve alla cellula per costruire copie della proteina Spike.
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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.
Una volta iniettato il vaccino, l’mRNA viene assorbito nel citoplasma delle cellule e avvia la sintesi delle proteine Spike: non rimanere nell’organismo ma si degrada naturalmente pochi giorni dopo la vaccinazione.
È stato realizzato uno studio di grandi dimensioni, sufficienti per dimostrare efficacia e sicurezza del vaccino e la messa a punto non ha saltato nessuna fase normalmente prevista. I tempi brevi sono stati resi possibili grazie alle numerose ricerche già condotte sui vaccini a RNA, alle grandi risorse umane ed economiche messe a disposizione in tempi rapidissimi e alla valutazione delle agenzie regolatorie dei risultati ottenuti man mano che questi venivano prodotti e non, come si usa fare, soltanto quando tutti gli studi sono stati completati.
Il Ruolo della Proteina Spike nei Danni Vascolari
SARS-CoV-2 è stato spesso rappresentato come un riccio ricoperto di aculei, le proteine spike, appunto, che si legano alle cellule attraverso un recettore presente sulla membrana di queste ultime, chiamato ACE2. Il lavoro pubblicato su Circulation Research mostra che il danno alle superfici interne dei vasi sanguigni, dette endoteli, può essere provocato da questa proteina da sola, anche senza il materiale genetico necessario per infettare le cellule.
Ma sottolinea anche che, perché questo fenomeno avvenga, è indispensabile l’interazione tra la proteina spike e il suo recettore ACE2. Non è insomma un danno meccanico, come si potrebbe superficialmente pensare guardando le immagini in cui il virus scorre nel sangue con tutte le sue punte esposte.
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Vaccini a mRNA: Come Funzionano e Perché Sono Sicuri
Se però i vaccini spingono le cellule a produrre la proteina spike, ed è questa la componente del virus che provoca i danni più gravi, questi prodotti non saranno pericolosi? Facendo produrre la proteina spike con le istruzioni portate da un vaccino a mRNA o a vettore adenovirale, non rischiamo di innescare le stesse reazioni?
Prima di tutto, è importante capire la differenza tra l’infezione naturale e la vaccinazione. Nel primo caso, il virus entra nell’organismo tramite le vie aeree e infetta le cellule che le rivestono: si moltiplica al loro interno fino a romperle per andare a infettare altre cellule e via via raggiunge in enormi quantità il circolo sanguigno e si distribuisce potenzialmente in tutto il corpo.
I vaccini, invece, sono somministrati nel muscolo deltoide proprio perché questa posizione permette di evitare facilmente arterie e vene. La maggior parte del prodotto fluirà attraverso le vie linfatiche fino ai linfonodi, dove cellule specializzate presenteranno la spike codificata dai vaccini adenovirali o a mRNA alle cellule deputate a innescare la risposta immunitaria; una certa quota invece entrerà nelle cellule muscolari, che a loro volta produrranno la proteina come da istruzioni contenute nel vaccino e la esporranno ancorata nella loro membrana.
In realtà, recentemente, usando un metodo molto sensibile, alcuni ricercatori sono riusciti per la prima volta a identificare la proteina spike e la sua componente S1 nel sangue di 13 soggetti che avevano ricevuto la prima dose del prodotto di Moderna. Dopo 14 giorni, quando la risposta immunitaria è stata evocata, anche queste tracce sono sparite, così come non compaiono più dopo la seconda dose.
Anche questa è una grossa differenza con l’infezione naturale, in cui spesso è più difficile per le difese dell’organismo eliminare rapidamente l’enorme quantità di particelle virali in circolo. Gli studi per l’autorizzazione del vaccino di Pfizer da parte di EMA mostrano che il 99% del vaccino resta nel sito di iniezione.
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“È possibile naturalmente che in piccola quantità riesca a entrare nel circolo sanguigno, ma qualsiasi cellula riceva le istruzioni di produrre la spike, la esporrà sempre sulla sua superficie, non la riverserà nel sangue” spiega Lowe. Tutto quel che arriva al fegato, poi, viene degradato e distrutto.
Infine, mentre la risposta naturale all’infezione prevede la produzione di moltissimi anticorpi, alcuni dei quali possono avere affinità con componenti dell’organismo, provocando le reazioni autoimmuni che potrebbero essere alla base delle forme croniche di Covid-19 (la cosiddetta “long covid”), gli anticorpi prodotti in seguito alla vaccinazione sono diretti in maniera specifica contro spike e sono quindi una gamma molto più ristretta, che ha meno probabilità di sbagliare bersaglio e colpire l’organismo.
La Persistenza della Proteina Spike e le Complicanze Neurologiche
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. La proteina Spike del virus è stata trovata sia nei modelli murini che nei tessuti umani post mortem molto tempo dopo il Covid. Ed è risultata associata a cambiamenti vascolari e infiammatori nel cervello insieme a danni neuronali.
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.
La spike induceva neuroinfiammazione, danni neuronali e comportamenti simili all’ansia nei topi, oltre a peggiorare gli esiti di ictus e traumi cranici. 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.
Effetti Collaterali dei Vaccini COVID-19
È possibile, come per tutti i farmaci che si verifichino reazioni di tipo allergico fino allo shock anafilattico, sebbene questo accada in casi rarissimi. In seguito all’iniezione, inoltre, possono presentarsi anche reazioni di tipo ansioso con fenomeni vaso-vagali che vanno dalla sensazione di stare per svenire fino allo svenimento vero e proprio.
Alcune reazioni avverse non emerse dagli studi ed osservate solo dopo l’inizio delle somministrazioni, come miocarditi e pericarditi, sono da considerarsi eventi rarissimi (6 per ogni milione di dosi somministrate) e comunque non gravi, perché hanno decorso favorevole.
La miocardite e la pericardite sono malattie infiammatorie cardiache. 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.
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.
Gli operatori sanitari devono consultare le linee guida applicabili e/o consultare specialisti 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.
Un altro evento avverso severo che non era stato identificato nei primi trial clinici ma che è emerso solo durante l’uso dei vaccini su un numero molto elevato di popolazione, sono i fenomeni di trombosi. La trombosi è la conseguenza della formazione in un vaso sanguigno di un coagulo di sangue (trombo), cioè di un aggregato solido di globuli bianchi, globuli rossi e soprattutto piastrine che ostacola la circolazione all’interno del vaso stesso.
I fenomeni di trombosi venosa in seguito a vaccinazione sono rarissimi con un'incidenza di 28 casi su 100.000 dosi, ovvero lo 0.02 %. Queste trombosi avvengono a causa di una reazione immune, dovuta alla formazione di anticorpi che agiscono contro le piastrine in un modo del tutto particolare che ora abbiamo imparato a conoscere e a gestire.
La maggior parte dei casi segnalati si è infatti verificata dopo somministrazione di vaccini a vettore virale, principalmente AstraZeneca, nelle donne e in coloro di età inferiore ai 50 anni, entro due settimane dalla vaccinazione.
Tale evidenza ha indotto le agenzie regolatorie per i medicinali, europea (EMA) e italiana (AIFA), a condurre un’indagine al termine della quale è stato confermato che i benefici del vaccino superano i rischi. Che i benefici superino i rischi è stato effettivamente confermato da uno studio del Regno Unito che ha confermato come i rischi di trombosi erano molto più elevati in seguito ad infezione con SARS-CoV-2.
Effetti Indesiderati Comuni dei Vaccini COVID-19
Gli effetti indesiderati più comuni includono:
- Dolore, gonfiore, arrossamento nel sito di iniezione (80-90%)
- Stanchezza (60-70%)
- Mal di testa (60-70%)
- Dolori muscolari e articolari (50-60%)
- Brividi (30-40%)
- Febbre (30-40%)
- Nausea (20-30%)
La frequenza di questi effetti indesiderati avviene in maniera lieve ma può variare a seconda del tipo di vaccino e della persona. Questi sintomi rappresentano una normale risposta del sistema immunitario alla vaccinazione e di solito scompaiono entro pochi giorni, sono lievi e possono essere ridotti attraverso misure preventive.
Sono invece estremamente rari i casi di ipersensibilità e di reazioni anafilattiche. Una recente analisi ha mostrato che le reazioni allergiche avvengono in media 13 ogni milione di dosi somministrate (0,001%), mentre l’anafilassi è un evento ancora più raro e se ne riscontrano 2 ogni milione di dosi somministrate (0,0002%).
Tutti questi dati confermano il profilo di sicurezza iniziale osservato negli studi clinici, dimostrando che il vaccino è sicuro e ben tollerato. Anche per quanto riguarda la terza e la quarta dose di richiamo, gli studi clinici di fase II/III non hanno riportato effetti indesiderati significativamente diversi rispetto a quelli osservati dopo la seconda dose e non sono stati individuati nuovi segnali di rischio.