L'articolo presenta l'effetto del vaccino COVID-19 mRNA (Pfizer/BioNT) sulle cellule gliali del cervello studiate in vitro mediante spettroscopia Raman e imaging. I risultati ottenuti per le cellule gliali del cervello umano normali e tumorali di astrociti, astrocitoma, glioblastoma incubate con il vaccino Covid-19 mRNA Pfizer/BioNT mostrano alterazioni nelle vie di riduzione-ossidazione associate al citocromo c.
Abbiamo scoperto che il vaccino Pfizer/BioNT riduce la concentrazione di citocromo c
nei mitocondri dopo l'incubazione con cellule gliali normali e
tumorali. È stato dimostrato che la concentrazione della forma ossidata
del citocromo c nelle cellule cerebrali diminuisce con l'incubazione del vaccino mRNA. Una
minore concentrazione di citocromo c ossidato si traduce in una minore
efficacia della fosforilazione ossidativa (respirazione), una ridotta
apoptosi e una minore produzione di ATP. Alterazione della
concentrazione di Amide I, che può riflettere la diminuzione del
traslocatore di nucleotidi adeninici dell'mRNA. Inoltre, il vaccino
mRNA porta ad alterazioni nella composizione biochimica dei lipidi che
suggeriscono il ruolo crescente della segnalazione.
Il vaccino mRNA produce cambiamenti statisticamente significativi nel nucleo delle cellule a causa di alterazioni degli istoni. I risultati ottenuti per mitocondri, goccioline lipidiche, citoplasma possono suggerire che il vaccino COVID-19 mRNA (Pfizer/BioNT) riprogramma le risposte immunitarie.
Le alterazioni osservate nei profili biochimici dopo l'incubazione con
COVID-19 mRNA negli organelli specifici delle cellule gliali sono simili a quelle che osserviamo per il cancro al cervello vs grado di aggressività.
1. Introduzione
La pandemia COVID-19 ha visto un'esplosione della ricerca nel campo dell'immunometabolismo che ha rivelato che meccanismi simili regolano la risposta dell'ospite alle infezioni, all'autoimmunità e al cancro.
I nuovi strumenti di imaging Raman che presentiamo in questo articolo
sollevano eccitanti possibilità per nuovi modi per capire i percorsi
delle nostre risposte immunitarie, riconoscere i metaboliti che regola
questi percorsi e suggerire come potremmo usarli per ottimizzare le
vaccinazioni per stimolare le condizioni del sistema immunitario
adattativo.
(...)
Per
entrare nelle cellule dell'ospite, il virus SARS-COV-2 utilizza la
proteina di superficie S, la cosiddetta proteina spike (proteina spike
S). I vaccini basati sulla tecnologia mRNA sono progettati per produrre
anticorpi contro la proteina spike. I vaccini mRNA sono vaccini in cui
l'acido ribonucleico (RNA) è usato come modello per la produzione di
proteine virali. Queste proteine sono progettate per innescare la
produzione di anticorpi, che vengono poi trasferiti al sistema
immunitario dell'ospite.
Nel
documento, presentiamo l'effetto dei vaccini mRNA sulle cellule
cerebrali gliali che sono coinvolte nell'infiltrazione del microambiente
tumorale utilizzando un nuovo strumento non invasivo come l'imaging
Raman. Qui dimostriamo che l'imaging Raman rivelare nuove espansioni sul
ruolo dei meccanismi di base della patologia del cancro e l'effetto dei
vaccini mRNA. Questo approccio può monitorare le interazioni nel
microambiente tumorale e i meccanismi legati alla risposta immunitaria.
La
spettroscopia Raman e l'imaging consentono il monitoraggio quantitativo
e non invasivo dei cambiamenti intracellulari senza la necessità di
utilizzare marcatori esterni. I metodi tradizionali di biologia
molecolare richiedono la distruzione delle membrane cellulari e
l'isolamento dei componenti intracellulari per studiare i cambiamenti
biochimici all'interno delle cellule. Nell'imaging Raman, non abbiamo
bisogno di distruggere le cellule per conoscere la composizione
biochimica delle strutture intracellulari (organelli cellulari). Seguire
le alterazioni nella composizione biochimica in organelli separati è
estremamente prezioso per stabilire il meccanismo molecolare dello
sviluppo del cancro e i meccanismi delle infezioni. Finora, nessuna
tecnologia si è dimostrata efficace per rilevare la concentrazione di
composti specifici in organelli cellulari separati. Pertanto, le
tecnologie analitiche esistenti non possono rilevare l'intera portata
della biolocalizzazione dentro e fuori gli organelli specifici.
Ci concentreremo sulle cellule gliali normali e tumorali dopo l'incubazione con il vaccino mRNA. La ragione è che le malattie tumorali sono la più grave causa di morte, superando le malattie cardiache, gli ictus, la polmonite e il COVID-19.
Anche se al momento non esiste un vaccino contro la maggior parte dei
tumori, il rapido sviluppo di vaccini mRNA può aiutare nello sviluppo di
vaccini anticancro.
L'annuncio
di vaccini efficaci e sicuri per la COVID-19 è stato accolto con
entusiasmo. I vaccini attualmente utilizzati nella campagna di
vaccinazione globale (3,36 miliardi di dosi sono state somministrate in
180 paesi, secondo i dati raccolti
[https://www.bloomberg.com/graphics/covid-vaccine-tracker-global-distribution/].
Mentre
i vaccini COVID-19 portano una potenziale speranza per un ritorno ad
una sorta di normalità, molti dei meccanismi fondamentali con cui i
vaccini mRNA inducono forti risposte sono ancora incompleti e dovrebbero
essere continuati [2]. Il vaccino mRNA che codifica la proteina spike
(S) COVID-19 incapsulata in nanoparticelle lipidiche entra nelle cellule
dendritiche (DC) nel sito di iniezione o all'interno dei linfonodi, con
conseguente produzione di alti livelli di proteina S.
Tuttavia,
c'è ancora molto da imparare. Non è chiaro quale attivazione specifica
delle cellule contribuisca maggiormente all'efficacia del vaccino e
quale attivazione possa inibire la generazione dell'immunità adattativa o
portare a una scarsa tollerabilità del vaccino [3].
Ci
sono controversie sugli effetti nocivi della proteina S spike prodotta
dalla vaccinazione COVID-19 e sugli effetti a lungo termine. I
ricercatori hanno avvertito che il vaccino Pfizer-BioNTech's (COVID-19)
induce una complessa riprogrammazione delle risposte immunitarie innate
che dovrebbe essere considerata nello sviluppo e nell'uso di vaccini
basati su mRNA. Ci sono anche controversie sulla biodistribuzione dei vaccini mRNA.
È stato riportato [4] che i vaccini intramuscolari (che è il vaccino
Pfizer/BioNT) nei macachi (un tipo di scimmia) rimangono vicino al sito
di iniezione (il muscolo del braccio) e ai linfonodi locali, dove
vengono prodotti globuli bianchi e anticorpi per proteggere dalla
malattia. Il sistema linfatico, i linfonodi puliscono anche i fluidi e
rimuovono i materiali di scarto. Risultati simili sono stati ottenuti
per un vaccino mRNA contro i virus influenzali H10N8 e H7N9 nei topi
[4]. Tuttavia, i recenti risultati sulle interazioni tra il sistema
immunitario e le proteine virali che inducono l'immunità contro il
COVID-19 potrebbero essere più complessi di quanto si pensasse in
precedenza [5]. Sono state trovate
prove che la proteina S del COVID-19 è rimasta non solo vicino al sito
di iniezione, ma anche in circolazione nel sangue. Le
proteine COVID-19 sono state misurate in campioni di plasma
longitudinali raccolti da 13 partecipanti che hanno ricevuto due dosi di
vaccino mRNA-1273. 11 dei 13 partecipanti hanno mostrato livelli
rilevabili di proteine COVID-19 già dal primo giorno dopo la prima
iniezione del vaccino. La clearance della proteina COVID-19 rilevabile
era correlata alla produzione di IgG e IgA [6].
Alla luce dei recenti risultati
è importante essere consapevoli che la proteina S spike prodotta dai
nuovi vaccini COVID-19 mRNA può anche influenzare direttamente le
cellule ospiti con le conseguenze a lungo termine. Quindi, si
dovrebbe monitorare la biodistribuzione e la localizzazione della
proteina spike S dai vaccini mRNA e gli effetti della proteina spike S
COVID-19 sulle cellule ospiti umane in vitro e su modelli animali
sperimentali appropriati.
In
questo articolo ci concentreremo sul sistema nervoso centrale (SNC)
perché oltre alla polmonite e al distress respiratorio acuto, il
COVID-19 è associato a una serie di sintomi che sono legati al SNC, tra
cui perdita di gusto e olfatto, mal di testa, contrazioni, convulsioni,
confusione, disturbi della vista, dolore ai nervi, vertigini,
alterazione della coscienza, nausea e vomito, emiplegia, atassia, ictus
ed emorragia cerebrale [7].
Non
è chiaro se il coronavirus della sindrome respiratoria acuta grave, che
causa la COVID-19, possa entrare nel cervello. È stato postulato che
alcuni dei sintomi della COVID-19 possono essere dovuti ad azioni
dirette del virus sul SNC; per esempio, i sintomi respiratori potrebbero
essere in parte dovuti alla COVID-19 che invade i centri respiratori
del cervello [8,9]. Anche l'encefalite è stata riportata nel COVID-19, e
potrebbe essere il risultato dell'ingresso del virus o delle proteine
virali nel cervello [7,10].
L'mRNA
del COVID-19 è stato recuperato dal liquido cerebrospinale [11],
suggerendo che può attraversare la barriera emato-encefalica (BBB).
Altri coronavirus, compreso il virus della SARS strettamente correlato
che ha causato l'epidemia del 2003-2004, sono in grado di attraversare
la BBB [12], e COVID-19 può infettare i neuroni in un modello Brain
Sphere [13]. Tuttavia, COVID-19 potrebbe indurre cambiamenti nel sistema
nervoso centrale senza attraversare direttamente la BBB, poiché
COVID-19 è associato a una tempesta di citochine, e molte citochine
attraversano la BBB per influenzare la funzione del sistema nervoso
centrale [9]. È stato scoperto che COVID-19 raggiunge il cervello,
infetta gli astrociti e innesca cambiamenti neuropatologici che
contribuiscono alle alterazioni strutturali e funzionali nel cervello
dei pazienti COVID-19 [14]. I ricercatori hanno sollevato la
preoccupazione che le nanoparticelle lipidiche (LNP) che possono
diffondersi rapidamente, potrebbero potenzialmente accedere al sistema
nervoso centrale (SNC) attraverso il bulbo olfattivo o il sangue.
Tuttavia, questo deve essere determinato con ulteriori studi. Inoltre,
il ruolo delle risposte di memoria innata agli LNP deve essere studiato
[15].
(...)
In questo articolo studieremo le implicazioni per le possibili conseguenze del vaccino COVID-19 mRNA (Pfizer / BioNT BNT162b2) sul sistema nervoso centrale
(SNC). Abbiamo già studiato in dettaglio le alterazioni biochimiche in
specifici organelli delle cellule cerebrali rispetto all'aggressività
del cancro.[16,17] Quindi, possiamo confrontare l'effetto dell'mRNA
sulle cellule normali e cancerose con l'effetto dell'aggressività del
cancro. Per quanto ne sappiamo il vaccino mRNA Pfizer non è stato
testato su pazienti affetti da cancro. Pertanto questo contributo
aiuterà a monitorare le risposte nelle cellule cerebrali dell'ospite
simili a un'infezione virale, perché l'incubazione con il vaccino
COVID-19 mRNA imita l'infezione COVID-19, ma invece del virus intero,
solo una proteina chiave S per la risposta immunitaria viene
sintetizzata, senza causare l'infezione COVID-19.
Studieremo
cellule gliali normali del cervello umano e cellule di glioma in vitro:
astrociti umani normali (Clonetics NHA), astrocitoma umano CCF-STTG1
(ATTC CRL-1718) che rappresenta un tumore cerebrale leggermente
aggressivo e la linea cellulare di glioblastoma umano U87-MG (ATCC
HTB-14) che rappresenta un tumore cerebrale altamente aggressivo
mediante imaging Raman. Il vaccino mRNA imita l'infezione COVID-19, ma
invece del virus intero, solo una proteina chiave S per la risposta
immunitaria viene sintetizzata, senza causare l'infezione COVID-19.
Monitoreremo
l'effetto del vaccino mRNA sulla biodistribuzione di diversi componenti
chimici, in particolare il citocromo c, negli organelli specifici di
una cellula: nucleo, mitocondri, goccioline lipidiche, citoplasma e
membrana.
Nello
studio presentato identificheremo la dinamica e la composizione
biochimica degli organelli attraverso gli spettri Raman caratteristici
dopo l'iniezione del vaccino mRNA e l'incubazione con il vaccino in
cellule in vitro.
Mostreremo
anche che la spettroscopia Raman e l'imaging Raman sono strumenti di
diagnostica clinica competitivi per le malattie tumorali legate alla
disfunzione mitocondriale e sono un prerequisito per una farmacoterapia
di successo del cancro.
In
questo articolo esploriamo le alterazioni nei percorsi di
riduzione-ossidazione legati alla Cyt c nelle cellule cerebrali umane
normali e tumorali dopo l'incubazione in vitro con il vaccino COVID-19
(Pfizer/ BioNT BNT162b2).
(...)
2. Materiali e metodi
3. Risultati
4. Conclusioni
Abbiamo
dimostrato che i nuovi strumenti di imaging Raman che presentiamo in
questo articolo sollevano eccitanti possibilità per nuovi modi per
capire i collegamenti tra percorsi di cancro, risposte immunitarie e
riconoscere i metaboliti che regola questi percorsi.
Abbiamo
usato la spettroscopia Raman per monitorare i cambiamenti nello stato
redox dei citocromi mitocondriali in cellule cerebrali umane in vitro di
astrociti normali, astrocitoma, glioblastoma su incubazione con vaccino
mRNA. Abbiamo osservato l'effetto del vaccino mRNA sulla
biodistribuzione di diversi componenti chimici, in particolare il
citocromo c, negli organelli specifici delle cellule gliali del cervello
umano: nucleo, mitocondri, goccioline lipidiche, citoplasma, reticolo
endoplasmatico ruvido e membrana.
Abbiamo dimostrato che
il vaccino mRNA (Pfizer) modifica i mitocondri attraverso la
downregulation del citocromo c con conseguente minore efficacia della
respirazione (fosforilazione ossidativa) e minore produzione di ATP. Può
portare a una minore risposta del sistema immunitario.
La
diminuzione della concentrazione di amide I nel potenziale di membrana
mitocondriale può suggerire un deterioramento funzionale del
traslocatore di adenina nucleotide. Il vaccino mRNA modifica
significativamente la sintesi de novo dei lipidi nelle goccioline
lipidiche. I risultati presentati nel documento suggeriscono che dopo
l'incubazione con mRNA il ruolo della funzione di segnalazione delle
goccioline lipidiche aumenta. Le alterazioni osservate nei profili
biochimici dopo l'incubazione con il Pfizer/BioNT negli organelli
specifici delle cellule gliali sono simili a quelle che osserviamo per
il cancro al cervello rispetto al grado di aggressività.
Studio completo: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.03.02.482639v1.full