NATURE: MICRO COAGULI INDOTTI DALLA SPIKE

Di Cassandra Willyard, nature.com

Quando Lara Hawthorne, illustratrice a Bristol, nel Regno Unito, ha iniziato a sviluppare strani sintomi dopo aver avuto il COVID-19, ha sperato che non fossero dovuti al virus. La sua malattia iniziale era stata lieve.

“Sono stata vaccinata tre volte. Mi sono sentita abbastanza protetta”, dice. Ma mesi dopo, soffriva ancora di una varietà di sintomi debilitanti: mal d’orecchi, acufeni, congestione, mal di testa, vertigini, palpitazioni cardiache, dolori muscolari e altro ancora. Alcuni giorni, Hawthorne si sentiva così debole che non riusciva ad alzarsi dal letto. Quando finalmente l’ha visitata il suo medico, la diagnosi è stata quella che temeva: LONG COVID.

Incapace di trovare sollievo, era sempre più disperata. Dopo aver letto un articolo di opinione sul quotidiano The Guardian su come i coaguli di sangue potrebbero essere la causa dei sintomi di long COVID, Hawthorne ha contattato un medico in Germania che sta curando persone con anticoagulanti e una procedura per filtrare il sangue.

Non ha ancora ricevuto risposta – pare che le persone rimangano in lista d’attesa per mesi.

I ricercatori sono sconcertati dal long COVID : centinaia di studi hanno cercato di capirne il meccanismo, senza molto successo.

Ora alcuni scienziati, e un numero crescente di persone che ne sono affette, sono orientati sull’ipotesi -non ancora provata- che minuscoli coaguli persistenti potrebbero restringere il flusso sanguigno agli organi vitali, provocando la bizzarra costellazione di sintomi che le persone sperimentano .

I fautori dell’idea (#teamclots, come a volte si autodefiniscono su Twitter) sono: Etheresia Pretorius, fisiologa della Stellenbosch University in Sud Africa, e Douglas Kell, biologo dei sistemi dell’Università di Liverpool, Regno Unito, che ha guidato la prima squadra per visualizzare i microcoaguli nel sangue di persone con COVID lungo. Gli scienziati riferiscono che le prove che implicano i microcoaguli siano innegabili e vogliono approfondire sul tipo di trattamento anticoagulante che Hawthorne sta prendendo in considerazione. Pretorius è proprio l’autore dell’ articolo del Guardian che ha catturato l’attenzione di Hawthorne.

Ma molti ematologi e ricercatori di COVID-19 temono che l’entusiasmo per l’ipotesi dei micro-coaguli sia eccessiva rispetto ai dati raccolti finora. Vogliono vedere studi più ampi e prove causali più forti. Sono preoccupati per le persone che cercano trattamenti non provati e potenzialmente rischiosi.

Sul long COVID, “ora abbiamo poche prove sparse”, afferma Danny Altmann, immunologo all’Imperial College di Londra. “Ci stiamo tutti affrettando a cercare una soluzione condivisa, ma siamo così lontani dal risultato! È molto insoddisfacente”.

 

Cascata di coaguli

Pretorius e Kell si sono incontrati circa un decennio fa. Pretorius aveva studiato il ruolo del ferro nella coagulazione e aveva trascurato di citare alcune delle ricerche di Kell.

“Ci siamo visti su Skype e poi abbiamo deciso di lavorare insieme“, dice Pretorius. Hanno osservato strani coaguli densi che resistono alla rottura per anni nelle persone con una varietà di malattie. La ricerca li ha portati a sviluppare la teoria secondo cui alcune molecole, tra cui ferro, proteine ​​o frammenti di parete cellulare batterica, potrebbero innescare questi coaguli anomali.

La coagulazione del sangue è un processo complesso, ma uno degli attori chiave è una proteina solubile a forma di sigaro chiamata fibrinogeno, che scorre liberamente nel flusso sanguigno. Quando si verifica una lesione, le cellule rilasciano l’enzima trombina, che taglia il fibrinogeno in una proteina insolubile chiamata fibrina. Fili di fibrina si avvolgono e si incrociano, creando una rete che aiuta a formare un coagulo e fermare l’emorragia.

Al microscopio, questa ragnatela assomiglia in genere a “un bel piatto di spaghetti“, dice Kell. Ma i coaguli che il team ha identificato in molte condizioni infiammatorie hanno un aspetto diverso. Sono “orribili, gommosi, scuri“, dice Kell, “quello che potresti ottenere se facessi bollire a metà gli spaghetti e lasciassi incollare tutti insieme“. La ricerca di Kell, Pretorius e dei loro colleghi suggerisce che la fibrina si è ripiegata male (1) , creando una versione di se stessa appiccicosa e “amiloide“. “È sufficiente un piccolo errore di piegatura per seminare il disastro“, dice Kell. “Se il primo cambia conformazione, tutti gli altri devono seguirne l’esempio“, proprio come i prioni, le proteine ​​​​infettive mal ripiegate che causano condizioni come la malattia di Creutzfeldt-Jakob.

Pretorius ha visto per la prima volta questi strani coaguli densi e arruffati nel sangue di persone con un disturbo della coagulazione (2), ma da allora lei e Kell hanno osservato lo stesso fenomeno in una serie di condizioni: diabete, morbo di Alzheimer e morbo di Parkinson, solo per citarne alcuni.

Quando la pandemia ha colpito nel 2020, Kell e Pretorius hanno applicato i loro metodi quasi immediatamente alle persone che erano state infettate da SARS-CoV-2. “Abbiamo pensato di esaminare la coagulazione in COVID, perché è quello che facciamo“, afferma Pretorius. Il loro test utilizza un colorante speciale che diventa fluorescente quando si lega alle proteine ​​​​amiloidi, inclusa la fibrina ripiegata in modo errato. I ricercatori possono quindi visualizzare il bagliore al microscopio. Il team ha confrontato campioni di plasma di 13 volontari sani, 15 persone con COVID-19, 10 persone con diabete e 11 persone con COVID lungo (3) .

Sia per il COVID-19 lungo che per il COVID-19 acuto, afferma Pretorius, la condizione della coagulazione “era molto più di quanto abbiamo riscontrato in precedenza nel diabete o in qualsiasi altra malattia infiammatoria“.

In un altro studio (4), hanno esaminato il sangue di 80 persone con COVID lungo e hanno trovato microcoaguli in tutti i campioni.

Finora, Pretorius, Kell e i loro colleghi sono l’unico gruppo che ha pubblicato risultati sui microcoaguli nelle persone con COVID lungo.

Ma in un lavoro inedito, Caroline Dalton, neuroscienziata presso il Centro di ricerca sulle scienze biomolecolari della Sheffield Hallam University, nel Regno Unito, ha replicato i risultati. Lei e i suoi colleghi hanno utilizzato un metodo leggermente diverso, che prevedeva uno scanner di immagini al microscopio automatizzato, per contare il numero di coaguli nel sangue. Il team ha confrontato 3 gruppi di circa 25 individui: persone che non avevano mai avuto consapevolmente COVID-19, quelli che avevano avuto COVID-19 e si erano ripresi e persone con COVID-19 da tempo. Tutti e tre i gruppi avevano microcoaguli, ma quelli che non avevano mai avuto il COVID-19 tendevano ad avere meno coaguli più piccoli e le persone con COVID lungo avevano un numero maggiore di coaguli più grandi. Il gruppo precedentemente infetto era nel mezzo. L’ipotesi del team è che l’infezione da SARS-CoV-2 crei un’esplosione di microcoaguli che scompaiono nel tempo.

Negli individui con COVID lungo, tuttavia, Dalton ha scoperto che i punteggi di affaticamento sembrano essere correlati alla conta dei microcoaguli, almeno in alcune persone. Questo, dice Dalton, “aumenta la fiducia nel fatto che stiamo misurando qualcosa che è meccanicamente legato alla condizione”.

Per molti versi, il long COVID assomiglia a un’altra malattia che ha sfidato ogni spiegazione: la sindrome da stanchezza cronica, nota anche come encefalomielite mialgica (ME/CFS).

Maureen Hanson, che dirige il Centro di ricerca collaborativa ME/CFS del National Institutes of Health (NIH) degli Stati Uniti presso la Cornell University di Ithaca, New York, afferma che la ricerca di Pretorius e Kell ha rinnovato l’interesse per un’ipotesi degli anni ’80 sui coaguli anormali che contribuiscono ai sintomi. Pretorius, Kell e colleghi hanno trovato coaguli di amiloide nel sangue di persone con ME/CFS, ma la quantità era molto inferiore a quella che hanno trovato nelle persone con COVID (5) lungo .

Quindi la coagulazione è probabilmente solo una spiegazione parziale della ME/CFS, dice Pretorius.

 

Misteri del microcoagulo

Da dove provengano questi micro-coaguli non è del tutto chiaro. Ma Pretorius e Kell pensano che la proteina spike, che SARS-CoV-2 usa per entrare nelle cellule, potrebbe essere l’innesco nelle persone con COVID lungo. Quando hanno aggiunto la proteina spike al plasma di volontari sani in laboratorio, questo da solo è stato sufficiente per indurre la formazione di questi coaguli anormali (6) .

Alcune prove suggeriscono che la proteina potrebbe essere coinvolta.

In un preprint pubblicato a giugno (7), i ricercatori dell’Università di Harvard a Boston, Massachusetts, hanno riferito di aver trovato la proteina spike nel sangue di persone con COVID lungo. Un altro documento (8) di un gruppo svedese ha mostrato che alcuni peptidi nella spike possono formare filamenti amiloidi da soli, almeno in provetta. È possibile che questi filamenti mal ripiegati forniscano una sorta di modello, afferma Sofie Nyström, chimica proteica presso l’Università di Linköping in Svezia e autrice dell’articolo.

 

Un gruppo con sede in California ha scoperto che la fibrina può effettivamente legarsi alla spike. Un preprint del 2021 (9) , ha riportato che quando le due proteine ​​si legano, la fibrina aumenta l’infiammazione e forma coaguli che sono più difficili da degradare. Ma come tutti questi pezzi del puzzle si incastrino, non è ancora chiaro.

Se la proteina spike è l’innesco di coaguli anormali, ciò solleva una questione: i vaccini COVID-19, che contengono le spike o le istruzioni per produrle, possono essere responsabili della condizione?

Al momento non ci sono prove dirette che implichino le spike dei vaccini nella formazione di coaguli, ma Pretorius e Kell hanno ricevuto una sovvenzione dal South African Medical Research Council per studiare il problema. (Si ritiene che i rari eventi di coagulazione associati al vaccino Oxford-AstraZeneca avvengano attraverso un meccanismo diverso ( Nature 596 , 479–481; 2021 ).)

Sollevare problemi di sicurezza sui vaccini può essere scomodo, afferma Per Hammarström, chimico proteico dell’Università di Linköping e coautore di Nyström. “Non vogliamo essere troppo allarmisti, ma allo stesso tempo, se questo è un problema medico, almeno in alcune persone, dobbiamo affrontarlo“.

Gregory Poland, direttore del gruppo di ricerca sui vaccini della Mayo Clinic a Rochester, Minnesota, concorda sul fatto che si tratti di una discussione importante. “La mia ipotesi è che la spike e il virus, riveleranno avere un elenco piuttosto impressionante di patofisiologie”, dice. “Quanto di tutto questo possa avere a che fare o meno con il vaccino, non lo so“.

Scarsità di dati

Molti ricercatori trovano plausibile e intrigante che i micro-coaguli possano contribuire al long COVID. E l’ipotesi sembra combaciare con altri dati emersi sulla coagulazione. I ricercatori sanno già che le persone con COVID-19, malattie particolarmente gravi, hanno maggiori probabilità di sviluppare coaguli. Il virus può infettare le cellule che rivestono i 100.000 chilometri di vasi sanguigni del corpo, causando infiammazioni e danni che innescano la coagulazione.

Quei coaguli possono avere effetti fisiologici. Danny Jonigk, un patologo della Hanover Medical School in Germania, e i suoi colleghi hanno esaminato campioni di tessuto di persone morte di COVID-19. Hanno trovato microcoaguli e hanno visto che i capillari si erano spaccati, formando nuovi rami per cercare di mantenere il flusso sanguigno ricco di ossigeno (10) . Lo svantaggio è che la ramificazione introduce turbolenza nel flusso che può dare origine a nuovi coaguli.

Diversi altri laboratori hanno riscontrato segni che, in alcune persone, questa tendenza alla coagulazione persiste per mesi dopo l’infezione iniziale. James O’Donnell, ematologo e specialista della coagulazione al Trinity College di Dublino, e i suoi colleghi hanno scoperto (11) che circa il 25% delle persone che si stanno riprendendo da COVID-19 hanno segni di aumento della coagulazione che sono “abbastanza marcati e insoliti”, afferma.

Ciò che è meno chiaro è se questa risposta anormale della coagulazione sia effettivamente la causa di uno qualsiasi dei sintomi del COVID lungo.

Alex Spyropoulos, ematologo del Feinstein Institutes for Medical Research di New York City, afferma che l’ipotesi del microcoagulo appare “un meccanismo molto elegante”. Ma sostiene che è necessario molto più lavoro per legare i marcatori di laboratorio ai sintomi clinici.

Jeffrey Weitz, ematologo e specialista della coagulazione presso la McMaster University di Hamilton, Canada, sottolinea che il metodo utilizzato dal team di Pretorius per identificare i microcoaguli “non è affatto una tecnica standard”. Aggiunge: “Mi piacerebbe vedere altre conferme“.

I microcoaguli sono difficili da rilevare. I patologi possono individuarli nei campioni di tessuto, ma gli ematologi tendono a cercare marcatori di coagulazione anormale piuttosto che i coaguli stessi.

Altri studi più ampi sul long COVID non sono riusciti a trovare segni di coagulazione.

Michael Sneller, uno specialista in malattie infettive, ei suoi colleghi del NIH di Bethesda, nel Maryland, hanno esaminato a fondo 189 persone che erano state infettate da SARS-CoV-2, alcune con sintomi persistenti e altre senza, e 120 controlli (12) . Non hanno cercato specificamente i microcoaguli. Ma se i microcoaguli avessero ostruito i capillari, dice Sneller, avremmo dovuto vedere alcune prove: danni ai tessuti negli organi ricchi di capillari come polmoni e reni, per esempio. I microcoaguli potrebbero anche danneggiare i globuli rossi, causando anemia. Ma Sneller e i suoi colleghi non hanno trovato segni di ciò in nessuno dei test di laboratorio.

Kell e Pretorius sostengono che solo perché questo studio non ha trovato alcuna prova di microcoaguli non significa che non ci siano. Uno dei problemi chiave con il long COVID è che “ogni singolo test torna nei limiti normali“, afferma Pretorius. “Hai pazienti disperatamente malati senza un metodo diagnostico.”

Spera che altri ricercatori leggano i loro articoli e tentino di replicare i loro risultati. “Allora potremo avere una discussione”, dice. L’ultima prova causale, aggiunge, sarebbero le persone con sintomi da long COVID che migliorano dopo aver ricevuto terapie anticoagulanti.

Ci sono alcune prove limitate per questo. In una prima versione di un preprint, pubblicato nel dicembre 2021, Kell, Pretorius e altri ricercatori, tra cui il medico Gert Jacobus Laubscher della Stellenbosch University, hanno riferito che 24 persone affette da tempo da long COVID e che sono state trattate con una combinazione di due terapie antipiastriniche e un anticoagulante, hanno sperimentato un certo sollievo (13) . I partecipanti hanno riferito che i loro sintomi principali si sono risolti e che si sentivano meno affaticati. Avevano anche meno microcoaguli.

Pretorius e Kell stanno lavorando per raccogliere più dati prima di provare a pubblicare formalmente questi risultati. Ma altri medici stanno già usando questi farmaci per curare le persone con COVID lungo. Alcuni offrono persino una procedura simile alla dialisi, un lavaggio del sangue che filtra il fibrinogeno e altre molecole infiammatorie dal sangue. Per O’Donnell, tale trattamento sembra prematuro. Accetta che alcune persone con COVID lungo siano soggette a coaguli, ma crede non si possa passare da un singolo piccolo studio al trattamento di un vasto numero di persone.

“Anticoagulare qualcuno non è una cosa benigna. Fondamentalmente stai interferendo con la capacità del sangue di coagularsi“, dice, il che potrebbe mettere in pericolo di vita anche per ferite lievi.

Kell dice di essere stanco di aspettare un consenso su come trattare il long COVID. “Queste persone stanno soffrendo terribilmente. Stanno disperatamente male“, dice.

Altmann comprende questa frustrazione. Riceve quasi quotidianamente e-mail che gli chiedono: “Dove sono le sperimentazioni sui farmaci? Perchè ci vuole così tanto tempo?”

Di Cassandra Willyard, nature.com