Studi precedenti hanno dimostrato che SARS-CoV2 induce una serie di risposte anticorpali e aumenta anche i livelli di autoanticorpi che interagiscono con le proteine umane in pazienti gravemente infetti. Sebbene i livelli differenziali di gravità della malattia associati a COVID-19 non siano ben compresi, i ricercatori ritengono che potrebbe essere correlato al mimetismo molecolare. Il mimetismo molecolare si verifica quando proteine non correlate contengono modelli molecolari simili. A causa delle somiglianze condivise, queste proteine possono subire interazioni inaspettate. Quando si verifica il mimetismo molecolare degli antigeni, provoca la produzione di anticorpi e, in alcuni casi, potrebbero essere prodotti anticorpi cross-reattivi. Gli studi hanno dimostrato che il mimetismo molecolare tra l’antigene (patogeno) e le proteine umane può portare a una risposta autoimmune, in cui gli anticorpi contro il patogeno possono interagire contro le proteine umane. Questa condizione potrebbe portare a una malattia autoimmune cronica o transitoria.
Studi precedenti hanno anche riportato che il mimetismo molecolare potrebbe causare un’immunità eterologa, cioè una precedente esposizione a un antigene patogeno può portare a un’immunità completa o parziale, a lungo o a breve termine, a un patogeno diverso con un antigene simile. La funzione chiave della proteina spike (S) di SARS-CoV2 sta penetrando nelle cellule ospiti, causando così l’infezione. Questa proteina sporge dal virus ed è una proteina antigenica chiave per il virus. Questo è il motivo per cui tutti i vaccini e le terapie contro il COVID-19 sono stati progettati sulla base della proteina S di SARS-CoV2. Il mimetismo molecolare tra la proteina S e le proteine umane può portare alla produzione di anticorpi cross-reattivi in risposta all’infezione o alla vaccinazione da COVID-19. Gli scienziati hanno affermato che gli anticorpi cross-reattivi possono causare esiti complessi, ad esempio una manifestazione di sintomi diversi con gravità differenziale della malattia nella popolazione.
Alcuni dei sintomi comuni di COVID-19 includono tosse, febbre, perdita del gusto/olfatto e mancanza di respiro. Inoltre, molti individui infetti da SARS-CoV2 rimangono asintomatici. Tuttavia, alcuni pazienti COVID-19 presentano complicazioni più gravi tra cui trombosi, miocardite e trombocitopenia. Gli scienziati ritengono che una migliore comprensione del potenziale autoimmune e dell’immunità eterologa attraverso il mimetismo molecolare tra le proteine S e le proteine di agenti patogeni o umani, potrebbe aiutare a migliorare i trattamenti COVID-19 e la progettazione dei vaccini. Un nuovo studio pubblicato sulla rivista specializzata Viruses si è concentrato sullo studio del mimetismo molecolare tra la proteina S di SARS-CoV-2 e gli epitopi noti, utilizzando un metodo computerizzato. In questo studio, i ricercatori hanno combinato due metodi convalidati, vale a dire, utilizzando la sequenza e la somiglianza strutturale in generale e l’istituzione del mimetismo molecolare l’Immune Epitope Database (IEBD).
In questo studio, i ricercatori hanno definito il mimetismo molecolare come una corrispondenza molecolare di almeno cinque amminoacidi consecutivi identici presenti nella proteina S virale e un epitopo noto. Inoltre, almeno tre amminoacidi devono essere accessibili in superficie su S e l’epitopo abbinato deve contenere elevate somiglianze strutturali con la sequenza corrispondente della proteina Spike. L’attuale ricerca valuta ulteriormente il potenziale autoimmune e l’immunità eterologa che possono essere applicati ai futuri progetti di vaccini antiCOVID-19. Gli scienziati hanno identificato i punti cruciali di mimetismo molecolare nella regione S, rivelando la presenza di imitazioni molecolari ad alto potenziale autoimmune in certe regioni interne della proteina S stessa. Alcuni cluster contenevano molte imitazioni molecolari i cui motivi si trovano nelle proteine umane. La somiglianza maggiore era nelle regioni definite alfa-elica, altre sono comparse nelle regioni a bobina (coiled).
I ricercatori hanno riferito che un motivo TQLPP nella proteina Spike e della trombopoietina condivide proprietà di legame anticorpale simili. Il risultato dello studio relativo al motivo TQLPP ha indicato un potenziale significativo di reattività crociata tra Spike e la trombopoietina umana, e questo può influenzare la produzione di piastrine e causare calo piastrinico. Gli studi in silico hanno anche predetto la reattività crociata con altre proteine contenenti la sequenza TQLPP (ad es. NEK10), che richiede la convalida in vivo. Gli autori hanno affermato che in rare occasioni i vaccini COVID-19 causano trombocitopenia e c’era la possibilità che la reattività crociata potesse titolare la concentrazione sierica di trombopoietina libera. Sebbene i vaccini attuali rimangano efficaci e sicuri, i ricercatori hanno affermato che l’ingegneria proteica del motivo TQLPP e il dominio N-terminale della subunità S1 potrebbero essere utilizzati per costruire futuri vaccini anti-COVID ancora più sicuri.
Esiste un’elevata possibilità che il nuovo vaccino possa fornire una migliore protezione a lungo termine contro le varianti SARS-CoV2 e ridurre il rischio di trombocitopenia. Il presente studio ha anche fatto luce sulla reattività crociata facilitata attraverso il motivo ELDKY (α-eliche) tra il dominio S e le proteine umane PRKG1, TPM1 e TPM3. Guarda caso, la PRKG1 (la proteina chinasi G; PKG) è collegata al funzionamento dei vasi sanguigni, del muscolo cardiaco e ai disturbi della coagulazione del sangue. Queste informazioni serviranno certamente ad elaborare varianti di vaccino anti-COVID che possano essere del tutto sprovvisti di effetti collaterali sulla coagulazione del sangue, evitando le tragiche complicanze mortali viste nei mesi scorsi.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
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Pubblicazioni scientifiche
Nunez-Castilla J et al. Viruses 2022.
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