(COVID 19-Immagine dell’amiloide dalla proteina spike del virus SARS-CoV-2, vista utilizzando un microscopio elettronico. Quando la proteina spike viene miscelata con l’enzima elastasi neutrofila nelle provette, vengono create fibrille proteiche ramificate, che potenzialmente possono causare una coagulazione del sangue disturbata nei pazienti con COVID-19. Credito: Sofia Nyström e Per Hammarström).
Nei pazienti con COVID-19 grave e a lungo termine, è stata spesso osservata una coagulazione del sangue disturbata. Ora, i ricercatori dell’Università di Linköping (LiU), in Svezia, hanno scoperto che il sistema immunitario del corpo può influenzare la proteina spike sulla superficie del virus SARS-CoV-2, portando alla produzione di una proteina spike mal ripiegata chiamata amiloide.
La scoperta di una possibile connessione tra la produzione dannosa di amiloide e i sintomi del COVID-19 è stata pubblicata sul Journal of American Chemical Society.
In coloro che hanno COVID-19 grave e a lungo termine, gli organi diversi dai polmoni possono essere gravemente colpiti. Possono persistere sintomi complessi e danni, ad esempio, al cuore, ai reni, agli occhi, al naso e al cervello, oltre a disturbi della coagulazione del sangue. Perché la malattia colpisce il corpo in questo modo è in gran parte un mistero. Ora, i ricercatori della LiU hanno trovato un meccanismo biologico che non è mai stato descritto prima e che può essere una parte della spiegazione.
Il gruppo di ricerca studia le malattie causate da proteine mal ripiegate, di cui il morbo di Alzheimer nel cervello è l’esempio più noto. I ricercatori hanno notato che ci sono molte somiglianze tra i sintomi correlati a COVID-19 e quelli osservati nelle malattie causate da proteine mal ripiegate.
Le funzioni delle proteine sono fortemente influenzate dal fatto che le proteine si ripiegano in modi specifici che danno origine ad una specifica struttura tridimensionale. Oltre a questa forma, una proteina può assumere anche una forma alternativa. È noto che oltre 30 diverse proteine hanno questo tipo di forma alternativa, che è associata alla malattia. Questa proteina ripiegata in forma alternativa è chiamata amiloide. I ricercatori della LiU si sono chiesti se il virus che causa COVID-19, SARS-CoV-2, contenga una proteina in grado di creare amiloide. I ricercatori erano specificamente interessati alla proteina spike sulla superficie del virus, che il virus usa per interagire con le cellule del corpo e infettarle.
Utilizzando la simulazione al computer, i ricercatori hanno scoperto che la proteina spike del coronavirus conteneva sette diverse sequenze che potenzialmente potrebbero produrre amiloide.Tre delle sette sequenze hanno soddisfatto i criteri dei ricercatori per essere considerate sequenze produttrici di amiloide, quando sono state testate sperimentalmente. Queste proteine hanno prodotto, tra le altre cose, le cosiddette fibrille, che sembrano lunghi fili quando esaminate al microscopio elettronico.
Ma queste fibrille nascono spontaneamente? È noto che molte malattie, come l’Alzheimer, sono precedute da un processo in cui il corpo taglia grandi proteine in pezzi più piccoli che a loro volta possono produrre l’amiloide dannosa. Nel loro studio, i ricercatori mostrano che un enzima dei globuli bianchi del sistema immunitario può tagliare la proteina spike del coronavirus. Quando la proteina spike viene tagliata, produce l’esatto pezzo di proteina che, secondo l’analisi dei ricercatori, ha maggiori probabilità di produrre amiloide. Questo enzima viene rilasciato in grandi quantità da un tipo di globuli bianchi, i neutrofili, che vengono rilasciati precocemente durante infezioni come COVID-19. Quando i ricercatori hanno mescolato la proteina spike pura con questo enzima, chiamato elastasi neutrofila, sono state prodotte fibrille insolite.
“Non abbiamo mai visto fibrille così perfette, ma spaventose, come quelle della proteina spike SARS-CoV-2 che produce amiloide e pezzi di essa. Le fibrille a partire dalla proteina spike a grandezza naturale si sono ramificate come arti su un corpo. Le amiloidi di solito non si ramificano in questo modo. Crediamo che ciò sia dovuto alle caratteristiche della proteina spike”, afferma Per Hammarström, Professore presso il Dipartimento di Fisica, Chimica e Biologia (IFM) dell’Università di Linköping.
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Ricerche precedenti, compreso uno studio di ricercatori sudafricani, hanno indicato che la proteina spike potrebbe essere coinvolta nella produzione di piccoli coaguli di sangue. Il sangue contiene la proteina fibrina, che aiuta la coagulazione quando un vaso è danneggiato, in modo che il foro si chiuda di nuovo e smetta di sanguinare. Quando la lesione ha iniziato a guarire, si suppone che il coagulato venga frantumato dalla plasmina, che si trova anche nel sangue. I ricercatori della LiU hanno mescolato pezzi proteici che producono amiloide dalla proteina spike insieme a queste sostanze corporee in provette e hanno visto che il coagulato di fibrina che veniva poi prodotto non poteva essere scomposto nel solito modo dalla plasmina.Questo meccanismo recentemente scoperto potrebbe essere alla base della produzione di microcoaguli di sangue simili che sono stati osservati sia nel COVID-19 grave che a lungo termine. Una coagulazione del sangue disturbata si osserva anche in molte malattie legate all’amiloide.
“Possiamo vedere che la proteina spike, quando è influenzata dal nostro stesso sistema immunitario, può produrre strutture amiloidi e che questo può potenzialmente influenzare la nostra coagulazione del sangue. Riteniamo che questa scoperta sia significativa per molti campi di ricerca e speriamo che altri i ricercatori esamineranno le domande che solleva”, afferma Sofie Nyström, Professore associato all’IFM e altro autore dello studio.
