Il Long COVID rappresenta una delle principali sfide della medicina contemporanea. Si tratta di una sindrome post-virale che colpisce un numero crescente di pazienti dopo l’infezione acuta da SARS-CoV-2. La sua comprensione passa attraverso lo studio dell’infiammazione e del ruolo fisiopatologico della proteina Spike, elemento centrale nella risposta immunitaria disfunzionale che molti pazienti sviluppano. In questo approfondimento esploriamo i meccanismi cellulari e molecolari alla base del Long COVID e le possibili strategie terapeutiche.
Il Concetto di Infiammazione
Il concetto moderno di infiammazione ha le sue radici nei lavori di Rudolf Virchow (1821-1902), considerato il padre della patologia cellulare. Il termine latino noxa significa “offesa” o “danno”. L’infiammazione è innescata da una vera e propria "tempesta proteica" che può essere monitorata tramite VES, PCR ed elettroforesi delle sieroproteine.
Le principali molecole coinvolte sono:
- Toll-like receptors (TLRs): recettori sentinella che rilevano agenti patogeni.
- Interferoni (IFN): antivirali naturali del sistema immunitario.
- TNF (Tumor Necrosis Factor): potente mediatore pro-infiammatorio.
- Sistema del complemento: coinvolto nella distruzione di cellule infette.
- Interleuchine (IL) e citochine: regolano il comportamento delle cellule immunitarie.
L’infiammazione serve a compartimentalizzare il pericolo, impedendone la diffusione. Tuttavia, se questo meccanismo si cronicizza o si attiva in modo improprio, può diventare esso stesso fonte di danno, come accade in molte manifestazioni del Long COVID.
Il Ruolo della Proteina Spike
La proteina Spike di SARS-CoV-2 è una proteina di fusione transmembrana di tipo I altamente glicosilata e di grandi dimensioni composta dalle subunità S1 e S2. La proteina spike, da sola, sembrerebbe infatti indurre profonde alterazioni nel fenotipo delle cellule endoteliali, aumentando l’espressione di citochine, molecole adesive e specie reattive dell’ossigeno, oltre a compromettere la permeabilità cellulare e le funzioni metaboliche.
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La proteina spike è riconosciuta dal sistema immunitario come “not self”, cioè non appartenente al corpo. La proteina spike può persistere nei tessuti per settimane o mesi, attivando continuamente la risposta immunitaria. Un meccanismo significativo di danno è di tipo vascolare, ed è mediato dalla proteina spike, un elemento comune della malattia da COVID-19, ed è correlato alla somministrazione di un vaccino contro il COVID-19.
Questi quadri sono spesso sostenuti da una persistenza infiammatoria tissutale indotta dalla proteina Spike, osservate in molteplici manifestazioni cliniche del Long COVID.
Proteina Spike e Danni all'Endotelio
Le cellule endoteliali si trovano all’interfaccia tra sangue e tessuti interstiziali e svolgono un ruolo chiave nell’omeostasi vascolare. Sebbene l’infezione delle cellule endoteliali da parte di SARS-CoV-2 sia ancora oggetto di dibattito, stanno emergendo sempre più studi che forniscono spunti meccanicistici a sostegno dell’ipotesi che esista un nuovo meccanismo non infettivo attraverso il quale la proteina spike può legarsi alle cellule endoteliali interagendo con diversi recettori dell’ospite, causando molteplici casi di danno endoteliale.
Proteina spike danni all’endotelio: tanti gli studi, soprattutto nel corso di questi ultimi due anni, a sostegno di questa tesi, tra cui:
- SARS-CoV-2 and the spike protein in endotheliopathy by Luca Perico et al., 2024
- The spike protein of SARS-CoV-2 induces endothelial inflammation through integrin α5β1 and NF-κB signaling (by Juan Pablo Robles et al, 2022)
- SARS-CoV-2 spike protein induces endothelial dysfunction in 3D engineered vascular networks (by Brett Stern et al, 2024)
- Long‐lasting, biochemically modified mRNA, and its frameshifted recombinant spike proteins in human tissues and circulation after COVID‐19 vaccination (by Laszlo G Boros et al, 2024)
- Strategies for the Management of Spike Protein-Related Pathology (by M.
Vaccini mRNA e Proteina Spike
I vaccini COVID-19 di Pfizer e Moderna contengono RNA messaggero (mRNA) modificato che codifica per la glicoproteina spike virale della sindrome respiratoria acuta grave causata dal coronavirus (SARS-CoV-2), somministrato tramite iniezioni intramuscolari. Si sperava che le cellule immunitarie residenti e circolanti attratte nel sito di iniezione producessero copie della proteina spike mentre l’mRNA iniettato si sarebbe degradato nel giro di pochi giorni. Si stimava anche originariamente che le proteine spike ricombinanti generate dai vaccini mRNA persistessero nel corpo per alcune settimane.
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La vaccinazione con mRNA arricchito con 1- metilΨ (pseudouridina) può indurre immunità cellulare agli antigeni peptidici prodotti da frameshifting ribosomiale +1 in persone con complesso maggiore di istocompatibilità diverso. La traduzione dell’mRNA 1- metilΨ utilizzando la cromatografia liquida accoppiata alla spettrometria di massa ha identificato nove peptidi derivati dal frame +1 dell’mRNA. Questi prodotti influenzano l’immunità delle cellule T dell’ospite fuori bersaglio, che include un aumento della produzione di nuovi antigeni delle cellule B con conseguenze cliniche di vasta portata.
I vaccini anti COVID-19 a mRNA codificano una proteina spike ricombinante legata alla membrana con specifiche variazioni amminoaciche introdotte per mantenere la proteina in uno stato di prefusione e in una forma non scindibile. La proteina spike prodotta dal vaccino presenta un’importante differenza rispetto alla proteina spike del SARS-CoV-2: l’inclusione di due mutazioni della prolina per stabilizzare lo stato di pre-fusione della proteina spike. Queste sono correlate a BNT162b2 di Pfizer, mRNA-1273 di Moderna, di Johnson & Johnson e NVAX-CoV2373 di NovaVax.
A causa di queste modifiche, la biodisponibilità sistemica della proteina spike o delle sue subunità è stata inizialmente esclusa fino a quando uno studio ha riportato che il tempo minimo e massimo in cui è stato rilevato il PP-Spike dopo la vaccinazione è stato rispettivamente di 69 e 187 giorni. Gli esami analitici indicano tempi di decadimento significativamente più lunghi sia per l’mRNA iniettato sia per la sua proteina spike ricombinante nei tessuti e nella circolazione. Inoltre, ci sono patologie documentate in pazienti asintomatici riguardo alle immunizzazioni con mRNA.
La distribuzione e la persistenza del vaccino mRNA SARS-CoV-2 nei tessuti umani non erano chiare fino a quando specifici saggi basati su reazione a catena della polimerasi trascrizionale inversa quantitativa hanno rilevato il vaccino mRNA nei linfonodi ascellari nella maggior parte dei pazienti, così come nel miocardio in un sottogruppo di pazienti vaccinati entro 30 giorni dalla morte. L’esame della spettrometria di massa dei campioni di sangue umano ha riportato la presenza di frammenti specifici della proteina spike ricombinante dopo la somministrazione di vaccini a base di mRNA nel 50% dei campioni fino a 187 giorni dopo la vaccinazione.
I meccanismi suggeriti includono l’integrazione dell’mRNA stabile iniettato nel genoma delle cellule somatiche, che potrebbe portare alla trascrizione e traduzione di una riserva di proteine spike attivamente costitutive. Gli acidi ribonucleici stabilizzati e poi iniettati, che rimangono in vari tessuti fino a 30 giorni, possono fungere da modelli per la funzione promiscua della trascrittasi inversa della polimerasi del DNA umano theta (Polθ) che causa la trasformazione del DNA coinvolta nella formazione del cancro.
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Infatti, Polθ (polimerase theta) è altamente soggetta a errori nel portare a termine la sintesi translesionale e promuove l’unione finale microomologia-mediata delle rotture a doppio filamento (DSB) con alta fedeltà dell’RNA. È anche di fondamentale importanza considerare, durante gli sforzi di sviluppo di mRNA modificato iniettabile, che le molecole d’acqua controllano la costante di velocità per l’incorporazione dei nucleotidi nello stato pre-stabile delle polimerasi RNA e DNA, comprese quelle di Polθ.
Le scoperte sopra menzionate illuminano due fatti basilari relativi alla chimica degli acidi nucleici e al loro uso in medicina:
- RNA e DNA polimerasi sono inducibili da architetture di acido nucleico di varie origini patogene, esogene e/o endogene;
- i modelli di RNA e DNA presentano una notevole stabilità conformazionale correlata al 2H-D e resistenza alla degradazione.
Ciò avviene, ad esempio, con integrazioni casuali che si verificano frequentemente nei DSB (rotture a doppio filamento) nel genoma. La stabilizzazione dell’RNA attraverso modifiche strutturali di base interrompe l’instabilità intrinseca dei modelli di acido ribonucleico messaggero, con conseguenze biologiche di sicurezza di ampia portata.
Gli mRNA naturali prodotti trascrizionalmente, comprese le strutture a coda poliadenilata terminate a 5′-capped e/o 3′, mostrano un’emivita di 16,4 h nel sangue umano, che è la più corta tra gli RNA circolari (circRNA; 24,56 ± 5,2 h), gli RNA lunghi non codificanti (lncRNA; 17,46 ± 3,0 h) e i microRNA (miRNA; 16,4 ± 4,2 h). Per la sicurezza biologica di prevenire traduzioni multiple incontrollate, la degradazione dell’mRNA avviene mediante scissione spontanea della parte zuccherina pentoso tramite i suoi legami fosfodiestere e reazioni di transesterificazione intramolecolare.
E’ evidente che lo stato di protonazione o deuterazione del gruppo 2′-idrossile nucleofilo è un fattore critico per la velocità di degradazione dell’RNA. La geometria esatta dei gruppi chimici che compongono ciascun legame internucleotidico ha anche un’influenza importante sull’attività di cleavage. In una vasta gamma di condizioni fisiologiche, la rapida e spontanea degradazione dell’RNA avviene per preservare l’integrità genetica prevenendo l’azione della trascrittasi inversa degli enzimi polimerasi a livello del loro substrato.
Le consegne di massa a livello mondiale di specie di mRNA modificato iniettabile con emivite imprevedibili, alcune vicine a 30 giorni nei tessuti linfatici umani e nel muscolo cardiaco, sollevano gravi interrogativi sulla sicurezza biologica delle terapie con ribonucleotidi traducibili. I fattori nutrizionali e ambientali che limitano la plasticità biologica, coerenti con un lento turnover e degrado dell’mRNA, coinvolgono fortemente la chimica dell’acqua intracellulare e la deutenomica.
Un recente rapporto conferma il ruolo principale della plasticità dell’acqua intracellulare nella trasformazione tra un fenotipo normale e uno canceroso delle cellule umane con aneuploidia. Mentre le dinamiche delle molecole d’acqua rimangono praticamente inalterate passando da cellule sane a cellule cancerose, l’acqua citoplasmatica strutturata (particolarmente i movimenti rotazionali) subisce una significativa trasformazione plastica durante la transizione da normale a cancerosa.
Gli effetti isotopici cinetici di 2H-D formano interazioni non covalenti tra biomolecole, inclusi legami idrogeno e interazioni ioniche e di van der Waals. Ad esempio, l’acido aurintricarbossilico inibisce fortemente la ribonucleasi A come inibitore della degradazione dell’mRNA per lo sviluppo di tali vaccini. D’altra parte, nella sua forma deuterata, l’acido aurintricarbossilico si lega facilmente al sito attivo dell’enzima proprio come fa l’RNA, esercitando un effetto inibitorio da 3 a 6 volte sulla degradazione dell’RNA.
Gli studi clinici riportano che i vaccini mRNA SARS-CoV-2 persistono fino a 30 giorni nei linfonodi e nel muscolo cardiaco in caso di infiammazione, fibrosi e cicatrizzazione dei punti infartuali. I vaccini Spikevax (mRNA-1273, Moderna) e Comirnaty (BNT162b2, Pfizer/Biontech) presentano effetti collaterali cardiovascolari, che per la maggior parte possono essere classificati in base ai loro sintomi clinici come miocardite e/o pericardite.
Più specificamente, l’mRNA-1273 induce aritmie così come contrazioni irregolari associate a transitori di calcio localizzati. Questi indicano un significativo malfunzionamento del recettore rianodinico cardiaco (RyR2) dopo le iniezioni di mRNA-1273. Al contrario, è stata osservata una maggiore attività della proteina chinasi A (PKA) nei cardiomiociti trattati con BNT162b2.
Non solo le molecole di mRNA iniettate nei vaccini possono persistere per mesi, ma anche i loro prodotti proteici spike ricombinanti possono rimanere in circolazione per oltre sei mesi (187 giorni). Questo fatto merita un’attenta analisi a causa della potenziale cardiotossicità diretta.
Uno studio che includeva 303 pazienti non vaccinati e 700 pazienti vaccinati ha mostrato che i pazienti vaccinati avevano un’assunzione complessiva di 18F-deossiglucosio (FDG) miocardico più elevata, un indicatore di grave insufficienza metabolica del muscolo cardiaco tipicamente a causa di ischemia, indipendentemente dal sesso o dall’età. Inoltre, un’assunzione miocardica di 18F-FDG severamente aumentata è stata osservata nei pazienti sottoposti a imaging dopo la loro seconda vaccinazione con un aumento dei linfonodi ascellari ipsilaterali rispetto ai pazienti non vaccinati. Quest’ultima scoperta indica che le vaccinazioni con mRNA non solo causano un’infiammazione miocardica asintomatica, ma l’effetto continua molto tempo dopo la vaccinazione a 6 mesi senza sintomi clinici apparenti.
L’obiettivo principale di questa revisione è collegare le evidenze relative alla biochimica medica, alla proteomica e alla deutenomica al ruolo patogenetico delle sostituzioni di prolina nella proteina spike ricombinante come siti di legame potenziali per 2H-D (idrogeno pesante) con stabilità isotopica prominente, persistenza e patogenicità.
Preparazioni di mRNA iniettabili producono la proteina spike ricombinante a lunghezza completa che differisce dalla proteina spike WT solo per due sostituzioni di amminoacidi adiacenti nelle posizioni 986 e 987, rispettivamente. In breve, amminoacidi adiacenti lisina e valina vengono sostituiti ciascuno da un amminoacido prolina.
Sostituzioni di (idrossi)prolina introdotte da mRNA modificato non solo rendono la digestione della triptasi inefficace per degradare le proteine spike ma sono anche bersagli di accumulo di 2H-D fino a 2,5 volte oltre l’arricchimento naturale di 2H-D in condizioni biologiche estreme. Il carbonio legato 2H-D della prolina è stabile nelle condizioni di idrolisi acida. L’incorporazione di due residui di prolina supera la resistenza alla degradazione dei peptidi stabilizzati da amidazione o acetilazione, due approcci che vengono utilizzati di routine per stabilizzare i peptidi terapeutici.
Le sostituzioni di prolina nelle proteine circolanti introducono cambiamenti biologici fondamentali a causa del ripiegamento alterato e della limitata degradazione da reazioni enzimatiche catalizzate da esopeptidasi e endopeptidasi. In una visione semplificata, la prolina interrompe la struttura secondaria delle proteine inibendo la possibilità della catena principale di conformarsi a una conformazione ad alfa-elica o a beta strati.
La prolina diminuisce la capacità delle endopeptidasi, inclusi la tripsina, la chimotripsina, l’elastasi, la termolisina e la pepsina, di scindere i legami peptidici adiacenti. Le proteine ricche di prolina, specialmente le strutture di prolina adiacenti, si trovano raramente nei tessuti non squamosi normali, e la loro espressione aumentata è stata riportata in alcuni tipi di carcinoma non squamoso, come il cancro colorettale, al seno e pancreatico.
I peptidi e le proteine ricche di prolina sono coinvolti nella patogenesi della trasformazione cellulare non squamosa che può portare a comportamenti biologici imprevedibili peggiorando la prognosi del cancro.
Uno studio molto recente ha rilevato che c’è un grande aumento nel +1 frameshifting ribosomiale durante la traduzione dell’mRNA 1-methylΨ (pseudouridina), il quale ha prodotto sia il prodotto in-frame atteso che due bande aggiuntive a un peso molecolare maggiore. i vaccini mRNA SARS-CoV-2 clinicamente approvati hanno anche prodotto +1 frameshifting ribosomiale durante la traduzione dell’mRNA dell’antigene ricombinante, il quale ha facilmente suscitato risposte immunitarie cellulari fuori bersaglio.
In parole più semplici, i preparati a base di mRNA modificato inducono accidentalmente le nostre cellule a creare un gran numero di proteine deformi casuali; nessuno ha idea di quanto gravi possano essere i rischi: l’mRNA modificato confonde i ribosomi, le “macchine” nelle nostre cellule che leggono l’RNA e lo convertono in amminoacidi che poi si trasformano in proteine; la confusi...
Long COVID e la Persistenza della Proteina Spike
L'ormai famigerata condizione del long COVID si presenta con un'ampia gamma di sintomi, dai dolori toracici persistenti alle eruzioni cutanee, dai formicolii alla nebbia cerebrale. In un articolo non ancora sottoposto a peer review ma caricato sul server di preprint medRxiv nel mese di giugno, gli autori hanno riferito di aver rilevato un frammento di SARS-CoV-2 in campioni di sangue di persone affette da long COVID fino a un anno dopo l'infezione iniziale. Il frammento è una proteina spike, una delle protuberanze di SARS-CoV-2 che conferiscono a questo virus il caratteristico aspetto a corona da cui deriva il suo nome.
La proteina spike intatta trovata nel sangue dei pazienti potrebbe indicare che la colpa del long COVID è delle cellule infette non individuate dal sistema immunitario. Invece, suggerisce la ricercatrice, tessuti come quelli dell'intestino e del cervello potrebbero essere un rifugio per SARS-CoV-2 all'interno dell'organismo, impedendo ai pazienti con long COVID di eliminare completamente l’infezione e fungendo da fonte di proteine spike.
"La presenza di proteine virali circolanti può essere utile per identificare quale sottogruppo di pazienti affetti da long COVID possa avere un'eziologia virale persistente" - la versione del long COVID causato dalla presenza continua di SARS-CoV-2 nell'organismo - afferma Akiko Iwasaki, immunologa alla Yale University, che non ha partecipato allo studio.
Strategie Terapeutiche
Il trattamento del Long COVID richiede un approccio multidisciplinare e personalizzato. Le strategie principali includono:
1. Trattamento Farmacologico
- FANS (Farmaci Antinfiammatori Non Steroidei): utili nella fase di stenosi infiammatoria acuta.
- Eparina a basso peso molecolare: fondamentale nella gestione dei microtrombi e nel ridurre il rischio tromboembolico.
2. Protocollo del Dr. Peter McCullough
Questo protocollo alternativo e coadiuvante prevede l’uso di integratori con azione antinfiammatoria, antitrombotica e detossificante:
- Nattokinasi: enzima fibrinolitico naturale.
- Bromelina: antinfiammatorio naturale derivato dall’ananas.
- Curcumina: potente antiossidante e antinfiammatorio.
- Vitamina D3 e vitamina C: sostegno immunitario essenziale.
- Magnesio: regola numerose reazioni cellulari.
- Final Detox: depurazione sistemica per eliminare metaboliti tossici.
3. Dieta Paleo Rivisitata
La dieta Paleo rivisitata in chiave clinica si è dimostrata un ottimo supporto, poiché:
- Elimina cibi infiammogeni (glutine, lattosio, zuccheri raffinati).
- Stimola l’immunità naturale grazie a micronutrienti biodisponibili.
- Favorisce il ripristino della flora intestinale e riduce la fermentazione anomala (fonte di produzione alcolica endogena nei pazienti disbiotici).
Il Fattore X e l'Infiammazione
Il FX è una proteasi prodotta prevalentemente dall’epatocita. Sorprendentemente, è stato osservato che il FX può essere espresso da altri tipi di cellule (inclusi pneumociti e miociti cardiaci) che espongono il recettore angiotensin-converting enzyme 2 e sono perciò interessate dall’infezione da SARS-CoV-2. Per questo motivo si ipotizza che il FXa espresso su questi tipi cellulari sia in grado di esercitare il clivaggio delle proteine spike, rimarcando le funzioni svolte dall’enzima TMPRSS2, il quale rimane la proteasi chiave del processo d’infezione del virus SARS-CoV-2.
Inoltre, alcuni studi hanno dimostrato il ruolo del FX nei processi infiammatori che avvengono nel polmone, cuore, reni e tessuto cerebrale attraverso l’induzione dell’espressione della citochina TGF-beta (Transforming Growth Factor) e l’attivazione dei PAR (Protease-Activated Receptors). Questi meccanismi legati all’infiammazione sono stati registrati anche nella risposta infiammatoria indotta dall’infezione da SARS-CoV-2.
La Proteina Spike nel Cervello
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 risultati principali dello studio sono stati i seguenti:
- 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.
- 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.
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.
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.
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