Παθοφυσιολογικοί μηχανισμοί βλάβης και ανεπιθύμητες ενέργειες των εμβολίων SARSCOV 2 στο αναπαραγωγικό σύστημα.

Το μετατρεπτικό ένζυμο της Αγγειοτενσίνης -2 (ACE2) είναι ένα ένζυμο – πρωτεάση, που μεσολαβεί στην παραγωγή της Αγγειοτενσίνης 1-7 (Ag 1-7) από την Αγγειοτενσίνη ΙΙ (Ag II) και στην παραγωγή Αγγειοτενσίνης 1-9 (Ag 1-9) από την Αγγειοτενσίνη Ι (Ag I). Οι Ag 1-7 και Ag 1-9 στην ουσία αποτελούν τους ρυθμιστές της έντασης δράσης του Συστήματος Ρενίνης Αγγειοτενσίνης (RAS) μέσω της αγγειοδιαστολής, της ελάττωσης παραγωγής ενεργών ριζών οξυγόνου και μέσω δομικής αναδιαμόρφωσης των ιστών (Remodelling), καθιστώντας το RAS ωφέλιμο για την ομοιόσταση του οργανισμού. Ως εκ τούτου η ACE2 αποτελεί τον κύριο ρυθμιστή του  RAS [1, 2].

Ένα ακόμα ένζυμο – πρωτεάση η ADAM17 (A Disindegrin And Metalloproteinase, ή αλλιώς Tace – Tumor Necrosis Factor-a Converting Enzyme), έχει αποδειχτεί ότι εκτός από την διάσπαση του TNF, διασπά τις κυτταροκίνες και τους υποδοχείς που σχετίζονται με την διατήρηση της φλεγμονώδους διαδικασίας [3, 4].  Όσον αφορά στη δράση της ACE2, η ADAM17 αποκόπτει την εξωκυττάρια περιοχή (ectodomain) του ACE2 με αποτέλεσμα αυτή να απελευθερώνεται στην κυκλοφορία ως διαλυτό ACE2 [5]. Ωστόσο, η μοριακή περιοχή του ACE2 που αναγνωρίζεται από τον υποδοχέα RBD (Receptor Binding Domain) των S πρωτεϊνών των ιών SARS-CoV και SARS-CoV2, βρίσκεται σε αυτήν την εξωκυττάρια διαλυτή περιοχή όσο και στο κύριο ACE2 [5].

Από όλα τα παραπάνω γίνεται αντιληπτό πως η δράση των εν λόγω εμβολίων μιμείται τη δράση του ιού. Συμπερασματικά λοιπόν, η επίδραση της πρωτεΐνης S (Spike) στα διάφορα όργανα εξαρτάται από την παρουσία του ACE2 σε αυτά. Όσο περισσότερο η πρωτεΐνη S δεσμεύει η ίδια τον υποδοχέα ACE2, υπερισχύει στον οργανισμό η AgII με τις αρνητικές δράσεις που αυτή έχει.

Ακριβώς σε αυτή την ανισορροπία, βασίζονται οι παθολογικές εκδηλώσεις σε όλα τα όργανα και εν προκειμένω στο αναπαραγωγικό σύστημα !!

Εκδηλώσεις από το ανδρικό αναπαραγωγικό σύστημα:

Δύο δεκαετίες πριν, η μελέτη των Donoghue et al. [6] έδειχνε πως οι υποδοχείς ACE2 εκφραζόταν μόνο στην καρδιά, τους νεφρούς και τους όρχεις. Το 2010 όμως, ανιχνεύτηκε το παράγωγο του ACE2, η Ag1-7 και ο υποδοχέας της, ο MAS, στους όρχεις και ιδίως στο διάμεσο διαμέρισμα και στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων Leydig. Μάλιστα, η ισχυρή σχέση ACE2 και ανδρικού αναπαραγωγικού συστήματος φάνηκε από το γεγονός ότι σε άνδρες με μειωμένη ικανότητα σπερματογένεσης, παρατηρήθηκαν χαμηλά επίπεδα του ACE2, της Ag1-7 και του υποδοχέα MAS [7].

Συγκεκριμένα, μελέτες έδειξαν αυξημένη παρουσία του ACE2 στα σπερματογόνια κύτταρα (άωρα κύτταρα των σπερματοζωαρίων), στα μυοειδή κύτταρα, στα βλαστοκύτταρα ,στα κύτταρα Leydig και στα κύτταρα των σπερματικών σωληναρίων [8, 9, 10].

Σε γενικές γραμμές λοιπόν, όλες οι παραπάνω μελέτες αξιολόγησαν μόνο την έκφραση του ACE2 στο ανδρικό αναπαραγωγικό σύστημα, αλλά όχι την επίδρασή του στην παθοφυσιολογία της αναπαραγωγής.

Από την μελέτη των Shen et al. [11] φάνηκε ότι το ACE2 εκφράστηκε τόσο στα βλαστικά, όσο και στα σωματικά κύτταρα. Επιπλέον, διαπιστώθηκε πως το θετικό ποσοστό ACE2 στους όρχεις στείρων ανδρών ήταν υψηλότερο από αυτό των φυσιολογικών, πράγμα που υποδεικνύει πως η πρωτεΐνη S του ιού μπορεί να προκαλέσει αναπαραγωγικές διαταραχές μέσω της οδού που ενεργοποιείται από το ACE2.

Μάλιστα, οι άνδρες που έχουν ήδη διαταραχές στο αναπαραγωγικό τους σύστημα, είναι πιθανότερο να επηρεαστούν περισσότερο.

Επιπλέον, φάνηκε πως το επίπεδο έκφρασης του ACE2 συσχετίζεται με την ηλικία του άνδρα και η κορυφή του θετικού ρυθμού ήταν τα 30 έτη. Έτσι, οι νεαρότεροι άνδρες είναι πιο πιθανό να επηρεαστούν από την πρωτεΐνη S [11].

Παρατηρήθηκε ακόμη πως ο βαθμός έκφρασης του ACE2 μειώθηκε με την αύξηση της ηλικίας.

Η έκφραση του ACE2 γινόταν από όλους τους τύπους κυττάρων, αλλά τα κύτταρα Sertoli είχαν το υψηλότερο επίπεδο έκφρασης. Στα κύτταρα Sertoli όμως ασθενών με μη αποφρακτική αζωοσπερμία, η έκφραση του ACE2 ήταν μειωμένη σημαντικά.

Σημειώνουμε πως ο ρόλος των κυττάρων αυτών είναι να παρέχουν στήριξη και τροφή στα κύτταρα του σπερματικού επιθηλίου, να μεταφέρουν ώριμες σπερματίδες στον αυλό των σπερματικών σωληναρίων, να παράγουν ουσίες με δράση ενδοκρινική ή παρακρινική για τη ρύθμιση της σπερματογένεσης και να αλληλεπιδρούν με τα κύτταρα Leydig (παραγωγή τεστοστερόνης υπό την επίδραση της ορμόνης LH).

Κατά συνέπεια, ο όρχις είναι το όργανο του ανδρικού αναπαραγωγικού συστήματος, που είναι το πιο ευάλωτο στην πρωτεΐνη S, κυρίως λόγω της υψηλής έκφρασης του ACE2. Η ευαισθησία του προστάτη δεν έχει αποσαφηνιστεί ακόμα πλήρως.

Παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική μείωση της ποιότητας του σπέρματος (συγκέντρωση σπερματοζωαρίων, συνολικός αριθμός σπερματοζωαρίων ανά εκσπερμάτιση και κινητικότητα αυτών). Αυτό αποδόθηκε στο ότι το σύστημα RAAS (ρενίνης- αγγειοτενσίνης- αλδοστερόνης) είναι ένας από τους ρυθμιστές της σπερματογένεσης, [12] καθώς πολλά ένζυμα και υποδοχείς του συστήματος αυτού υπάρχουν στα ανθρώπινα σπερματοζωάρια (ACE1 και 2, οι υποδοχείς της AgI και AgII και ο υποδοχέας της Ag 1-7, MAS) [13]. Η επίδραση της πρωτεΐνης S του ιού στον ACE2 των σπερματοζωαρίων, πιθανόν [14] να ενίσχυε τα επίπεδα της AgII, που με τη σειρά της θα οδηγούσε σε παραγωγή ριζών οξυγόνου (ROS), με αποτέλεσμα τη γήρανση και απόπτωση των κυττάρων [15].

Όμως, μπορεί να επηρεαστεί και το DNA των σπερματοζωαρίων, μέσω της επαγωγής οξειδωτικού stress και μεταβολής του αναπαραγωγικού ενδοκρινικού περιβάλλοντος [15].

Εκδηλώσεις από το γυναικείο αναπαραγωγικό σύστημα:

Μεταγραφές του mRNA του ACE2 ανιχνεύθηκαν στις ωοθήκες γυναικών αναπαραγωγικής ηλικίας, αλλά και των μετεμμηνοπαυσιακών [16]. Μάλιστα, οι ερευνητές αυτοί κατέδειξαν ότι η Ag 1-7, βρίσκεται σε πολλά ωοθηλακικά διαμερίσματα, καθώς και στο υγρό, στα κύτταρα του ωοθυλακίου [17] αλλά και στα ωάρια [18] (με ευρεία μάλιστα έκφραση).

Σε αυτή την τελευταία μελέτη φάνηκε πως οι ACE2 υποδοχείς υπάρχουν επίσης στη μήτρα και στον κόλπο (είναι η μόνη έρευνα που τους συσχετίζει με το κατώτερο αναπαραγωγικό σύστημα).

Και σε άλλες μελέτες όμως αναδείχθηκε η παρουσία του ACE2  mRNA  στα επιθηλιακά, αλλά και στα διάμεσα κύτταρα του ενδομητρίου, με αυξημένη έκφραση κατά την εκκριτική φάση (δηλ. τη δεύτερη φάση του εμμηνορυσιακού κύκλου, μετά την ωοθυλακιορρηξία, οπότε έχουμε και την έκκριση κυρίως της προγεστερόνης) [19]. Αναφέρεται μάλιστα πως η πρωτεΐνη S θα μπορούσε να εισέλθει στα διάμεσα αυτά κύτταρα και να προκαλέσει παθολογικές εκδηλώσεις και συγκεκριμένα, αυξημένο κίνδυνο αποβολής στα πρώιμα στάδια της κύησης [19] !!

Η AgII έχει αναγνωριστεί ως παράγοντας ίνωσης και καρκινικών μεταστάσεων στο ενδομήτριο [20].  Ο άξονας ACE2/ AgII / Ag 1-7 εμπλέκεται στη διατήρηση της αρτηριακής πίεσης  και οι μεταβολές αυτής της οδού (αν δηλ. έχουμε μειωμένη έκφραση του ACE2, όπως συμβαίνει με την επίδραση της πρωτεΐνης S του SARS-Cov-2) σχετίζονται με διαταραχές όπως η προεκλαμψία, η εκλαμψία  και η αρνητική έκβαση της κύησης και του τοκετού.

Σχετίζεται όμως και με διαταραχές εμμήνου ρύσεως, βάσει των στοιχείων που προαναφέρθηκαν [21]. 

Όσον αφορά την κάθετη μετάδοση από τη μητέρα στο έμβρυο, φαίνεται ότι είναι και αυτή πιθανή, λόγω του ότι και η πρωτεΐνη S μπορεί να φτάσει στον πλακούντα στον οποίο υπάρχει αυξημένη έκφραση του ACE2, ιδίως στα κύτταρα της τροφοβλάστης, που βρίσκονται σε άμεση επαφή με το μητρικό αίμα. 

Έτσι, μπορεί να παρατηρηθούν ιστοπαθολογικές αλλοιώσεις ενδεικτικές της φλεγμονής του πλακούντα και διαταραχής στην αγγειακή παροχή [22, 23, 24,].

Φαίνεται επίσης να παρατηρείται μια τάση θρόμβωσης στην κυκλοφορία του εμβρύου, με σημαντικές κλινικές επιπτώσεις τόσο σ’ εκείνο, όσο και στη μητέρα [25] !!

Τέλος, η αυξημένη έκφραση του ACE2 που φυσιολογικά παρατηρείται στην κύηση και ειδικά στο 2ο μισό αυτής, οδηγεί σε αυξημένη παραγωγή της Ag 1-7, που έχει αγγειοδιασταλτική δράση και εμποδίζει τις συσπάσεις της μήτρας και τον πρόωρο τοκετό [26]. 

Στην περίπτωση όμως που το ACE2 ενωθεί με την πρωτεΐνη S και έχουμε μειωμένη παραγωγή Ag 1-7, μπορούν να παρατηρηθούν τα αντίθετα αποτελέσματα, όπως συσπάσεις μήτρας και πρόωρος τοκετός !!

Τα ανωτέρω έρχονται να επιβεβαιωθούν σε μελέτη των Tom T Shimabukuro et al [27] που έλαβε χώρα στις ΗΠΑ και δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο New England Journal.

Στη συγκεκριμένη μελέτη πήραν μέρος 35.691 άτομα ηλικίας 16 – 54 ετών, εκ των οποίων οι 3.958 ήταν γυναίκες σε εγκυμοσύνη.

Από τις 827 εγκυμονούσες, στις 115 (13.9%) η εγκυμοσύνη έληξε άδοξα με απώλεια του εμβρύου !!

 Επίσης υπήρξαν ανεπιθύμητες επιπλοκές κατά την διάρκεια της κυοφορίας, όπως πρόωρος τοκετός στο 9.4% των γυναικών και έμβρυα υπολειπόμενης ανάπτυξης σε σχέση με την πρόοδο της εγκυμοσύνης στο 3.2%.

Από τις 221 γυναίκες που εμφάνισαν ανεπιθύμητες επιπλοκές, το πιο συχνά αναφερόμενο σύμβαμα ήταν οι αυτόματες αποβολές (46 συμβάματα) [27].

Συμπερασματικά, λοιπόν, καταλήγουμε ότι το  σύστημα RAS (ρενίνης- αγγειοτενσίνης- αλδοστερόνης) υπεισέρχεται στη λειτουργία της ανθρώπινης αναπαραγωγής. Το ACE1 και το ACE2 αναγνωρίζονται ως σημαντικοί ρυθμιστές της φυσιολογίας και της παθολογίας του αναπαραγωγικού συστήματος. To ACE1 επηρεάζει έμμεσα τη μεσολάβηση της AgII, την ανάπτυξη των ωοθυλακίων και την ωοθυλακιορρηξία. Το ACE2 συμμετέχει στην ωοθηκική φυσιολογία μέσω της Ag 1-7. Τόσο η Ag 1-7, όσο και ο υποδοχέας της Mas, εκφράζονται στα ενδιάμεσα κύτταρα της ωοθήκης και είναι σε θέση να διεγείρουν τη στεροειδογένεση των ωοθηκών και να ρυθμίζουν έτσι τις ωοθηκικές λειτουργίες (ανάπτυξη ωοθυλακίων, στεροειδογένεση, ωρίμανση ωοκυττάρων, ωορρηξία, ατρησία). Μάλιστα, ο άξονας ACE2- Ag 1-7 και MasR διαπιστώθηκε πρόσφατα ότι συμβάλλει στην έναρξη της δεύτερης μειωτικής διαίρεσης των ωαρίων.

Στους  όρχεις το ACE2 συμμετέχει παράλληλα με το ACE1 στη ρύθμιση της σπερματογένεσης. Ανιχνεύεται ιδιαίτερα στα σπερματογόνια κύτταρα, στα κύτταρα Leydig και Sertoli και συσχετίζεται με τη σπερματογένεση και τη διατήρηση της λειτουργικής και δομικής ακεραιότητας του αναπαραγωγικού συστήματος [28].

Σύνδεση λοιπόν της πρωτεΐνης S  του SARS-COV 2 άμεσα με τον ACE2 ή έμμεσα μέσω των αυτοαντισωμάτων (έναντι του συμπλόκου Πρωτεΐνη S + ACE2), που παράγονται τοπικά στο σημείο έγχυσης (αλλά κυκλοφορούν ελεύθερα στο αίμα),  προκαλεί απορρύθμιση των ανωτέρω μηχανισμών με καταστροφικά βραχυπρόθεσμα και μακροπρόθεσμα αποτελέσματα τόσο στο αναπαραγωγικό σύστημα όσο και στα υπόλοιπα όργανα που εκφράζουν το ACE2 !!

 

Βιβλιογραφία:

1). M Donoghue  1 F HsiehE BaronasK GodboutM GosselinN StaglianoM DonovanB WoolfK RobisonR JeyaseelanR E BreitbartS Acton A novel angiotensin-converting enzyme-related carboxypeptidase (ACE2) converts angiotensin I to angiotensin 1-9 Circ Res .  2000 Sep 1;87(5):E1-9. DOI: 10.1161/01.res.87.5.e1.

2). S R Tipnis  1 N M HooperR HydeE KarranG ChristieA J Turner A human homolog of angiotensin-converting enzyme. Cloning and functional expression as a captopril-insensitive carboxypeptidase 2000 Oct 27;275(43):33238-43. doi: 10.1074/jbc.M002615200. PMID: 10924499.

3). Monika Gooz ADAM-17: The Enzyme That Does It All  doi: 10.3109/10409231003628015  PMID: 20184396.

4). Alasdair J. Scott,‡,1 Kieran P. O’Dea,‡,1 David O’Callaghan, Lynn Williams,§ Justina O. Dokpesi, Louise Tatton, Jonathan M. Handy, Philip J. Hogg, and Masao Takata‡,2 Reactive Oxygen Species and p38 Mitogen-activated Protein Kinase Mediate Tumor Necrosis Factor α-Converting Enzyme (TACE/ADAM-17) Activation in Primary Human Monocytes*  PMID: 21865167.

5). Pinglong Xu and Rik Derynck  Direct activation of TACE-mediated ectodomain shedding by p38 MAP kinase regulates EGF receptor-dependent cell proliferation  PMID: 20188673 doi: 10.1016/j.molcel.2010.01.034.

6). M Donoghue  1 F HsiehE BaronasK GodboutM GosselinN StaglianoM  DonovanB WoolfK RobisonR JeyaseelanR E BreitbartS Acton A novel angiotensin-converting enzyme-related carboxypeptidase (ACE2) converts angiotensin I to angiotensin 1-9 Circ Res .  2000 Sep 1;87(5):E1-9. DOI: 10.1161/01.res.87.5.e1.

7). Reis AB, Araújo FC, Pereira VM, Dos Reis AM, Santos RA, Reis FM, 2010. Angiotensin (1–7) and its receptor mas are expressed in the human testis: implications for male infertility. J Mol Histol 41: 75–80. [PubMed] [Google Scholar] DOI: 10.1007/s10735-010-9264-8.

8). Wang Z, Xu X, 2020. ScRNA-seq profiling of human testes reveals the presence of the ACE2 receptor, a target for SARS-CoV-2 infection in spermatogonia, Leydig and sertoli cells. Cells 9: 920–929.

9). Fu J, Zhou B, Zhang L, Balaji KS, Wei C, Liu X, Chen H, Peng J, Fu J, 2020. Expressions and significances of the angiotensin‐converting enzyme 2 gene, the receptor of SARS‐CoV‐2 for COVID‐19. Mol Biol Rep 47: 4383–4392.

10). Stanley KE, Thomas E, Leaver M, Wells D, 2020. Coronavirus disease (COVID-19) and fertility: viral host entry protein expression in male and female reproductive tissues. Fert Steril 114: 33–43.

11). Shen Q, Xiao X, Aierken A, Liao M, Hua J, 2020. The ACE2 expression in sertoli cells and germ cells may cause male reproductive disorder after SARS-CoV-2 infection. J Cell Mol Med 24: 9472–9477.

12). Vinson GP, Mehta J, Evans S, Matthews S, Puddefoot JR, Saridogan E, Holt WV, Djahanbakhch O, 1996. Angiotensin II stimulates sperm motility. Regul Pept 67: 131–135.

13). Valdivia A, Cortés L, Beitia M, Totorikaguena L, Agirregoitia N, Corcostegui B, Casis L, Matorras R, Irazusta J, Agirregoitia E, 2020. Role of angiotensin-(1–7) via MAS receptor in human sperm motility and acrosome reaction. Reprod 159: 241–249.

14). Aitken RJ, 2020. COVID-19 and human spermatozoa – potential risks for infertility and sexual transmission. Andrology (Epub ahead of print). DOI: 10.1111/andr.12859.

15). Sengupta P, Dutta S, 2020. Does SARS-CoV-2 infection cause sperm DNA fragmentation? Possible link with oxidative stress. Eur J Contracept Reprod Health Care 25: 405–406.

16). Reis FM, Bouissou DR, Pereira VM, Camargos AF, dos Reis AM, Santos RA, 2011. Angiotensin-(1–7), its receptor mas, and the angiotensin-converting enzyme type 2 are expressed in the human ovary. Fertil Steril 95: 176–181.

17). Stanley KE, Thomas E, Leaver M, Wells D, 2020. Coronavirus disease (COVID-19) and fertility: viral host entry protein expression in male and female reproductive tissues. Fert Steril 114: 33–43.

18). Jing Y, Run-Qian L, Hao-Ran W, Hao-Ran C, Ya-Bin L, Yang G, Fei C, 2020. Potential influences of COVID-19/ACE2 on female reproductive system. Mol Hum Reprod 26: 367–373.

19). Chadchan SB, Maurya VK, Popli P, Kommagani R, 2020. The SARS-CoV-2 receptor, angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) is required for human endometrial stromal cell decidualization. Biol Reprod (Epub, 2020 Nov 18). Available at: 10.1093/biolre/ioaa211.

20). Jing Y, Run-Qian L, Hao-Ran W, Hao-Ran C, Ya-Bin L, Yang G, et al. Potential influence of COVID-19/ACE2 on the female reproductive system. Mol Hum Reprod. (2020) 26:367–73. doi: 10.1093/molehr/gaaa030.

21). Kotlyar AM, Grechukhina O, Chen A, Popkhadze S, Grimshaw A, Tal O, et al. Vertical transmission of COVID-19: a systematic review and meta-analysis. Am J Obstet Gynecol. (2020) 31:e00087320. doi: 10.1016/j.ajog.2020.07.049.

22). Patanè L, Morotti D, Giunta MR, Sigismondi C, Piccoli MG, Frigerio L, et al. Vertical transmission of coronavirus disease 2019: severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 RNA on the fetal side of the placenta in pregnancies with coronavirus disease 2019-positive mothers and neonates at birth. Am J Obstet Gynecol MFM. (2020) 2:100145. doi: 10.1016/j.ajogmf.2020.100145.

23). Baergen RN, Heller DS. Placental pathology in Covid-19 positive mothers: preliminary findings. Pediatr Dev Pathol. (2020) 23:177–80. doi: 10.1177/1093526620925569.

24). C, Dubruc E, Favre G, Greub G, de Leval L, Baud D. SARS-CoV-2 ACE-Receptor detection in the placenta throughout pregnancy. Clin Microbiol Infect. (2020). doi: 10.1016/j.cmi.2020.09.049.

25). Rebecca N Baergen1 and Debra S Heller2  Placental Pathology in Covid-19 Positive Mothers: Preliminary Findings  Pediatr Dev Pathol. 2020 Jun; 23(3): 177–180.

26). Ankit Dhaundiyal,a,1 Puja Kumari,b Snehal Sainath Jawalekar,c Gaurav Chauhan,d Sourav Kalra,e,,1 and Umashanker Navikf,⁎⁎,1 Is highly expressed ACE 2 in pregnant women “a curse” in times of COVID-19 pandemic? Life Sci. 2021 Jan 1; 264: 118676.

27). Tom T Shimabukuro  1 Shin Y Kim  1 Tanya R Myers  1 Pedro L Moro  1 Titilope Oduyebo  1 Lakshmi Panagiotakopoulos  1 Paige L Marquez  1 Christine K Olson  1 Ruiling Liu  1 Karen T Chang  1 Sascha R Ellington  1 Veronica K Burkel  1 Ashley N Smoots  1 Caitlin J Green  1 Charles Licata  1 Bicheng C Zhang  1 Meghna Alimchandani  1 Adamma Mba-Jonas  1 Stacey W Martin  1 Julianne M Gee  1 Dana M Meaney-Delman  1 CDC v-safe COVID-19 Pregnancy Registry Team. Preliminary Findings of mRNA Covid-19 Vaccine Safety in Pregnant Persons. N Engl J Med. 2021 Jun 17;384(24):2273-2282. doi: 10.1056.

28). Wang Z, Xu X. ScRNA-seq profiling of human testes reveals the presence of ACE2 receptor, a target for SARS-CoV-2 infection, in spermatogonia, leydig and sertoli cells. Cells. (2020) 9:920. doi: 10.3390/cells9040920.