Un nuovo meccanismo per spiegare i diversi sintomi non correlati di COVID-19 è venuto alla luce sfruttando il secondo supercomputer più veloce al mondo conosciuto come supercomputer Summit presso l'Oak Ridge National Lab nel Tennessee. Lo studio ha comportato l’analisi di 2.5 miliardi di combinazioni genetiche da 17000 campioni genetici e più di 40,000 geni al fine di comprendere meglio l’atto catastrofico che COVID-19 esercita sul corpo umano. Ci è voluta quasi una settimana per analizzare queste combinazioni genetiche e i ricercatori hanno elaborato una nuova teoria chiamata ipotesi della bradichinina1, che non solo spiega alcuni dei sintomi più bizzarri e vari di COVID-19 ma suggerisce anche potenziali trattamenti, molti dei quali sono già approvati dalla FDA.
Il virus SARS-CoV-2 che causa COVID-19 generalmente entra nell'organismo legandosi ai recettori ACE2 (presenti in abbondanza nelle cellule del naso). Poi continua a infettare gli altri organi del corpo come intestino, reni e cuore dove sono presenti i recettori ACE2.
Le analisi hanno scoperto che SARS-CoV-2 ha causato un aumento dei livelli di ACE2 riducendo i livelli di ACE nelle cellule polmonari2. La normale funzione dell'ACE2 nel corpo umano è quella di abbassare la pressione sanguigna e agisce contro un altro enzima noto come ACE (che ha l'effetto opposto). Pertanto, il corpo deve bilanciare i livelli di ACE e ACE2 per mantenere una pressione sanguigna normale. L'aumento dei livelli di ACE2 e la diminuzione di ACE hanno causato un aumento dei livelli di una molecola nota come bradichinina nelle cellule (denominata "tempesta di bradichinina"). È stato dimostrato che la bradichinina induce dolore e provoca l'espansione dei vasi sanguigni e la fuoriuscita di perdite che possono portare a gonfiore e infiammazione del tessuto circostante.
La cattiva regolazione della bradichinina è controllata da un sistema più ampio chiamato Renin Angiotensin System (RAS) che controlla molti aspetti del sistema circolatorio e include gli enzimi ACE2 e ACE. Il virus SARS-CoV-2 dopo l'infezione inganna le cellule del corpo per aumentare i recettori ACE aumentando così l'ACE2 e l'infezione di più cellule. Anche i recettori della bradichinina vengono ri-sensibilizzati e il corpo smette anche di scomporre efficacemente la bradichinina a causa della diminuzione dell'ACE come menzionato sopra. L'ACE è normalmente richiesto per degradare la bradichinina.
Oltre alla tempesta di bradichinina, le analisi al computer hanno anche scoperto che la produzione di acido ialuronico è aumentata e gli enzimi che lo degradano sono diminuiti significativamente. Ciò provoca un forte aumento dell'acido ialuronico che assorbe l'acqua per formare un idrogel3. La perdita di liquido nei polmoni causata dalla tempesta di bradichinina associata ad un eccesso di acido ialuronico impedisce l'assorbimento ottimale di ossigeno e il rilascio di anidride carbonica nei polmoni dei pazienti gravemente colpiti. COVID-19 pazienti. Ciò spiega perché è stato dimostrato che i ventilatori sono inefficaci in tali pazienti poiché, indipendentemente dal livello di ossigeno fornito, i polmoni non sono in grado di consumarlo a causa della presenza di idrogel nei polmoni che porta infine al soffocamento e alla morte dei pazienti.
L'ipotesi della bradichinina può anche spiegare gli effetti cardiovascolari e neurologici osservati in COVID-19 pazienti. Le tempeste di bradichinina potrebbero portare ad aritmie e bassa pressione sanguigna, che si osservano spesso nei pazienti affetti da Covid-19. L’aumento dei livelli di bradichinina può anche portare alla rottura della barriera emato-encefalica causando infiammazioni e danni cerebrali.
Alcune classi di composti noti come inibitori ACE hanno un effetto simile sul sistema RAS come COVID-19, da aumento dei livelli di bradichinina. Sembra che SARS-CoV-2 agisce in modo simile agli ACE-inibitori. Anche i due classici sintomi del Covid-19, tosse secca e stanchezza, sono causati dagli ACE-inibitori. Inoltre, gli ACE-inibitori causano anche una perdita del gusto e dell'olfatto, osservata anche nei pazienti COVID-19.
Se si deve credere all'ipotesi della bardichinina, allora sono già disponibili farmaci approvati dalla FDA che possono abbassare i livelli di bradichinina e quindi fornire sollievo dal COVID-19. Questi farmaci includono danazolo, stanozololo ed ecallantide, che possono ridurre la produzione di bradichinina e potrebbero potenzialmente fermare la tempesta di bradichinina. Lo studio indica anche l'uso della vitamina D come farmaco perché è coinvolta nel sistema RAS in quanto riduce i livelli di un composto, noto come REN. Questo potrebbe fermare le mortali tempeste di bradichinina. La vitamina D è già stata implicata nel COVID-19 come descritto in precedenza4 dove la vitamina D insufficiente provoca gravi sintomi di COVID-19. Altri farmaci che possono essere sfruttati sono quelli che riducono i livelli di acido ialuronico, ad esempio Hymecromone che può essere utilizzato per impedire la formazione di idrogel nei polmoni.
Sebbene questo studio descriva l'ipotesi che finora spiega quasi tutti i sintomi di COVID-19 e fornisce una teoria unificata che può essere testata utilizzando i farmaci disponibili, la vera prova del budino verrà dal testare i farmaci disponibili da soli o in combinazione in studi clinici ben progettati per elaborare un regime di trattamento che porterebbe a una possibile cura per COVID-19.
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Referenze
- Garvin MR, Alvarez C, Miller JI, Prates ET, Walker AM et al. Un modello meccanicistico e interventi terapeutici per COVID-19 che coinvolgono una tempesta di bradichinina mediata da RAS. eLife 2020;9: e59177 DOI: https://doi.org/10.7554/ELIFE.59177
- Zhou P, Yang XL, Wang XG, Hu B, Zhang L, Zhang W et al. Un focolaio di polmonite associato a un nuovo coronavirus di probabile origine da pipistrello. Natura 2020. 579:270–273. DOI: https://doi.org/10.1038/S41586-020-2012-7
- Necas J, Bartosikova L, Brauner P, Kolar J. Acido ialuronico (ialuronano): una recensione. Veterinario medicina (2008). 53:397–411. DOI: https://doi.org/10.17221/1930-VETMED
- Soni R., 2020. L'insufficienza di vitamina D (VDI) porta a gravi sintomi di COVID-19. Scientifico Europeo. Disponibile online su http://scientificeuropean.co.uk/covid-19/vitamin-d-insufficiency-vdi-leads-to-severe-covid-19-symptoms/ Accesso il 4th 2020 settembre.
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