Verstoort S1 de coagulatiecascade? Bindt S1 aan AT-III?
De originele, Engelstalige tekst vindt u hier.
Heparine is een natuurlijk voorkomend, sterk gesulfateerd polysaccharide dat een cruciale rol speelt in een reeks verschillende biologische processen. Medisch gezien wordt het meestal gebruikt als een injecteerbare oplossing als antistollingsmiddel voor een verscheidenheid aan indicaties, hoewel het ook in andere vormen wordt gebruikt zoals coatings op verschillende biomedische apparaten.1
Figuur 1: Heparine. Paluck SJ, Nguyen TH, Maynard HD. Heparine-imiterende polymeren: Synthese en biologische toepassingen. Biomacromolecules. 2016 Nov 14;17(11):3417-3440. doi: 10.1021/acs.biomac.6b01147. Epub 2016 Oct 14. PMID: 27739666; PMCID: PMC5111123.
Over heparine
Wat is heparine? Het meeste van wat ik nu over heparine weet, wist ik tot op gisteren nog niet. Voor de gemiddelde persoon zou ik denken dat heparine eigenlijk onbekend is. Voor een medisch professional zoals een dokter of een verpleegster is heparine een exogene in water oplosbare oplossing van onschatbare waarde, afkomstig van varkens2 voor intraveneuze toediening bij mensen tegen stollingsziekten zoals longembolie of diep veneuze trombose te verhelpen.
Figuur 2: Injectie met heparine-natrium voor I.V. gebruik. https://en.wikipedia.org/wiki/Heparin
Heparinen omvatten een groep koolhydraten of sachariden waartoe ongefractioneerde heparine (UFH), heparine met een laag moleculair gewicht (LMWH) en synthetische heparinoïden behoren. Heparine wordt zo genoemd omdat het oorspronkelijk door een medisch student werd ontdekt in de lever van een hond (uit het Oudgrieks ἡπατικός (hēpatikós, “van de lever”), van ἧπαρ (hêpar, “lever”3).
Heparine is een endogeen glycosaminoglycaan of GAG (a polysaccharide) dat afkomstig is uit mestcellen, en dat samenwerkt met anti-trombine 3 (AT-III) (a glycoproteíne) om antistollingseffecten te bewerkstelligen via afremming van de stollingscascade die, onafgeremd, resulteert in de productie van bijvoorbeeld fibrine. Het doet dit door antitrombine 3 (ook afkomstig uit de lever) te binden, dat vervolgens de stollingscascade afremt en zo de productie van fibrine afremt. Hier is een video over deze stollingscascade. Ik heb het over fibrine omdat, u weet wel…..
Dit is één van de eindpunten van een complexe en sterk gereguleerde cascade waarbij vele factoren betrokken zijn. Dus heparine is een noodzakelijk component in een strak gereguleerd, zeer complex systeem dat de bloedstolling regelt. Toen ik dit hoorde, moest ik denken aan het RAAS-systeem. Voor degenen onder jullie die mijn video niet hebben gezien of mijn werk over dit onderwerp niet hebben gelezen, het RAAS, of het Renine Angiotensine Aldosteron Systeem, is ook een strak gereguleerd, zeer complex gesloten regelsysteem dat de bloeddruk en het elektrolytenniveau regelt. ACE-2 is een essentieel onderdeel van dit systeem. ACE-2 is een membraangebonden (en oplosbaar) eiwit dat nodig is om na vernauwing verwijding van de bloedvaten te bewerkstelligen waardoor de bloeddruk als onderdeel van het circuit daalt. ACE-2 is ook de primaire receptor voor de spike RBD. Mijn vraag blijft echter onbeantwoord: welk effect heeft de aanwezigheid van het spike-eiwit op het RAAS? Ik veronderstel dat elke exogene stof die kan inwerken op een bestanddeel van een vitaal systeem een verstoring van het evenwicht mogelijk zou kunnen maken, of misschien zelfs zou garanderen
De stollingscascade doet me daaraan denken. Dit is waarom.
Over heparinebindingsplaatsen van eiwitten
Het eerste wat belangrijk is om te weten, is dat er bij veel menselijke eiwitten heparinebindende domeinen voorkomen. U kunt hierover lezen in dit artikel: “Heparin-Binding Domains in Vascular Biology“, gepubliceerd in 2004.4
Elektrostatische interacties spelen een belangrijke rol bij de binding van heparine aan eiwitten, en basische aminozuren zoals arginine en lysine zijn aanwezig in de heparinebindende sites van de meeste eiwitten.
Interessant voor mij is dat de onderzoekers ontdekten dat de eiwitten die heparine binden positief geladen (bij fysiologische pH) arginines en lysines hebben. Zij vonden ook een hoge frequentie van serines en glycines (niet basische residuen) in heparinebindende peptiden. “Beide hebben kleine zijketens, die minimale sterische hindering en een goede flexibiliteit bieden voor peptide-interactie met GAG.”
Eiwitten met heparine bindingsplaatsen binden dus heparine. Wat ik wil weten is, wat voor effect heeft deze binding op de stollingscascade? Is het een normaal onderdeel van het systeem? Ik onderzoek nog steeds de fysiologische rol van deze proteïnen.
Over heparinebindingsplaatsen van amyloïdevormende proteïnen
Ten tweede is het belangrijk te weten dat van de ongeveer 20.000 eiwitten van het menselijk proteoom er meer dan 25 amyloïde vormende eiwitten zijn geïdentificeerd die in verband worden gebracht met ernstige ziekten bij de mens, en dat vele daarvan heparinebindingsplaatsen hebben, waaronder Aβ, α-synucleïne, tau, prion en TDP-43 RRM.5 In de volgende tabel staan 13 menselijke amyloïden die in verband worden gebracht met bepaalde ziekten. Zo wordt het menselijke amyloïde beta (Aβ) eiwit in verband gebracht met de ziekte van Alzheimer.
Figuur 3: Tabel 1 – Eisenberg D, Jucker M. The amyloid state of proteins in human diseases. Cell. 2012 Mar 16;148(6):1188-203. doi: 10.1016/j.cell.2012.02.022. PMID: 22424229; PMCID: PMC3353745.
Een vorig jaar gepubliceerd artikel met de titel”SARS-CoV-2 spike protein interactions with amyloidogenic proteins: Potential clues to neurodegeneration” suggereerde dat de SARS-CoV-2 S1 RBD bindt aan een aantal aggregatie-gevoelige, heparinebindende eiwitten.6 Voor mij is het artikel verbluffend en alarmerend. Ze gebruiken docking software om hoge affiniteit binding aan te tonen tussen de RBD van het S1 gedeelte van het spike eiwit en Aβ, α-synucleïne, tau, prion en TDP-43 RRM.
Deze interacties suggereren dat de heparinebindende plaats op het S1 eiwit zou kunnen helpen bij het binden van amyloïde-eiwitten aan het virale oppervlak en zo een toename van deze eiwitten zou kunnen initiëren en uiteindelijk zou kunnen leiden tot neurodegeneratie in de hersenen.
De auteurs tonen aan dat S1 zich bindt aan amyloïde-eiwitten met heparinebindingsplaatsen, en dat is bizar want zoals zij stellen, zou dit neurodegeneratie kunnen versterken. Dit is op zichzelf al beangstigend nieuws en zou heel goed twijfel kunnen zaaien over het amyloïde-eiwit op de spike. Maar wat ik wil weten is, wat er fysiologisch precies gebeurt wanneer S1 heparine bindt en deze binding verderop in de stollingscascade gevolgen heeft. Laten we dit als een onderzoeksvraag stellen:
Remt de aanwezigheid van een exogeen ingebracht maar endogeen geproduceerd spike-eiwit de stollingscascade via S1 door a) AT-III te binden of b) door heparine te binden en zo te interfereren met downstream anticoagulatie-effecten of c) beide?
Als dat zo was, zouden we bloedingen zien. En dat niet alleen.
Op spike (S1)
Even ter herinnering, het spike eiwit van SARS-nCoV-2 bestaat uit twee delen: S1 en S2 subunit. Dat kleine stukje tussen de S1- en S2-subunits heet een furinesplitsingsplaats en is uniek voor SARS-nCoV-2. Het is daar ingevoegd en het maakt het virus veel besmettelijker.
Figuur 4: Suzuki YJ, Gychka SG. SARS-CoV-2 Spike Protein Elicits Cell Signaling in Human Host Cells: Implications for Possible Consequences of COVID-19 Vaccines. Vaccins (Basel). 2021 Jan 11;9(1):36. doi: 10.3390/vaccines9010036. PMID: 33440640; PMCID: PMC7827936.
S1-eiwit is aangetroffen bij personen in de context van COVID-19 en na injectie met COVID-19-producten.7 8 9
Figuur 5: De concentratie van S1 (A), spike (B), en N (C) gemeten in het plasma van individuen in de loop van de tijd na diagnose met PASC of COVID-19 na SARS-CoV-2-infectie. Meerdere datapunten kunnen overeenkomen met hetzelfde individu, indien herhaalde bemonstering beschikbaar was. De datapunten zijn gemiddelde waarden ± SD (n = 2). De stippellijnen geven de LOD voor elke test aan. https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.06.14.22276401v1.full
Figuur 6: Spike-eiwit na de eerste injectie met verhoogde niveaus in de eerste week na de injectie. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8241425/pdf/ciab465.pdf
We weten dus dat S1 aanwezig is. De auteurs in het eerder genoemde artikel laten zien dat de moleculaire docking score [= bindingsscore] van S1 aan heparine zeer hoog is (docking energy score: -282.57), zoals te zien is in tabel 7. Dit betekent dat S1 waarschijnlijk met hoge affiniteit aan heparine bindt. Een interessante vraag voor mij wordt nu, aangezien het receptorbindingsdomein van het S1 spike-eiwit van het SARS-CoV-2 (SARS-CoV-2 S1 RBD) met een nog hogere affiniteit aan heparine bindt dan de amyloïdogene heparinebindende eiwitten zoals aangetoond in tabel 7, wat bevat dan die bindingsplaats? Is die rijk aan arginine (Arg), lysine (Lys) serine (Ser) en glycine (Gly)? Volgens het onderzoek “toonden de bindingsresultaten aan dat interactie van S1 met heparine sterk beinvloed wordt door H-bindingen gevormd door residuen Asn354, Arg355, Lys 356, Asn394, Tyr396, en Arg466”. Dus we hebben 2 arginines en een lysine op 6 residu’s die, naar ik veronderstel, als argininerijk kunnen worden gekwalificeerd. 1/3 is niet niks.
Figuur 7: Tabel 2. Idrees D, Kumar V. SARS-CoV-2 spike proteïne interacties met amyloïdogene eiwitten: Potential clues to neurodegeneration. Biochem Biophys Res Commun. 2021 May 21;554:94-98. doi: 10.1016/j.bbrc.2021.03.100. Epub 2021 Mar 24. PMID: 33789211; PMCID: PMC7988450.
Op AT-III binding
AT-III is een eiwit dat door de lever wordt afgescheiden en zich bindt aan heparine om trombine en de daaropvolgende stollingscascade af te remmen. Het resulteert in bloedingen. AT-III bindt zich aan een specifieke pentasaccharide (5 suikers) sulfatiereeks in heparine, zoals blijkt uit de volgende prachtige Pymol-beelden.10
Figuur 8: Het AT:pentasaccharide complex en het allosterische effect van het AT:pentasaccharide complex. https://www.rcsb.org/structure/1AZX
Wanneer het pentasaccharide complex bindt aan AT-III, veroorzaakt het een alloste conformatieverandering in het eiwit door twee prolines van de binnenkant naar de buitenkant van de structuur te duwen, waardoor de remmende versie van het eiwit gaat overheersen, hetgeen resulteert in remming van de stollingscascade (figuren 8, 9). De allosterie is niet normaal.
Figuur 9: De allosterische activering van de remmende versie van AT-III. https://proteopedia.org/wiki/index.php/Molecular_Playground/Antithrombin-Heparin
Goed, wat weten we tot nu toe ? We weten dat S1 zich bindt met een hoge affiniteit aan heparine. We weten ook dat het werkingsmechanisme van de COVID-19 injecteerbare producten bestaat uit het leveren van coderend materiaal voor het spike-eiwit dat dan in grote aantallen door de gastheercellen wordt geproduceerd. We weten ook dat de lipidenanodeeltjes (LNPs) een grote biodistributie kennen, en dat de productie van dit spike-eiwit dus overal in het lichaam plaatsvindt. We weten dat een deel van S1 na injectie en na COVID-19 in het bloed circuleert bij mensen. We weten ook dat het spike-eiwit wordt gesplitst op de furinesplitsingsplaats om, in het geval van de virale versie, daar S1 en S2 delen aan te maken. Bevat het spike-eiwit dat door het mRNA wordt gecodeerd ook de furinesplitsingsplaats?
Wat zal het effect zijn van, in een fysiologische context, massa’s spike-eiwitten die worden aangemaakt en in het bloed circuleren na de injectie van COVID-19 injecteerbare producten? Voor mij is het gemakkelijk voor te stellen dat het S1-eiwit gesplitst kan worden en in het bloed kan circuleren in zowel een post-COVID als een post-injectie setting. Het is voor mij ook gemakkelijk voor te stellen dat dit S1 eiwit zich aan endogene heparine zou binden. Het lijkt daarom ook zeer waarschijnlijk dat deze binding het vermogen van heparine om AT-III te binden zal verstoren, wat neerkomt op een geremde stollingscascade en dat betekent: bloedingen. De vraag blijft: bindt S1 AT-III direct? Is dat zelfs nodig, aangezien het waarschijnlijk de stollingscascade afremt (in ieder geval) doordat het zich aan heparine kan binden?
Figuur 10: S1 bindt heparine (docking-energiescore: -282,57) – sterk gemedieerd door H-bindingen gevormd door de residuen Asn354, Arg355, Lys 356, Asn394, Tyr396, en Arg466. Heparine bindt AT-III via pentasaccharide. Bindt S1 AT-III?
Ik laat dit nu even een open vraag omdat ik dit artikel wil publiceren, maar ik wil u wel laten weten dat er een aantal VAERS-rapporten zijn die wijzen op een ontregelde stollingscascade. Dit artikel hier zal daarop ook enkele antwoorden geven.11
Door heparine veroorzaakte trombocytopenie
Nog een belangrijk punt: Trombocytopenie veroorzaakt door heparine is het ontstaan van trombocytopenie (een laag aantal bloedplaatjes) door de toediening van verschillende vormen van heparine. Dit gebeurt wanneer men eerder is blootgesteld aan heparine in combinatie met een auto-immuunreactie op bloedplaatjesfactor 4. Wanneer bloedplaatjesfactor 4 zich op het oppervlak van een bloedplaatje met heparine bindt, wordt het immunogeen. De antilichamen tegen deze combinatie kunnen twee dingen doen: zij kunnen de bloedplaatjes zichtbaar maken om vernietigd te worden door de milt of zij kunnen de bloedplaatjes activeren. Wat gebeurt er dan? Dan doen bloedplaatjes wat ze altijd doen! Ze roepen meer bloedplaatjes op en geven een bloedplaatjes stolselfeestje. En wat is het eindresultaat? Verlies van bloedplaatjes! Dat is trombocytopenie. Deze stolsels kunnen diepe veneuze tromboses, longembolieën, myocardinfarcten, cerebrovasculaire accidenten of cerebrale veneuze trombose of acute arteriële stolsels veroorzaken die leiden tot gangreen van ledematen.
Het viel me op dat dit het verschil zou kunnen zijn tussen mensen die bloeden en mensen die “stollen”. Het zou zeer interessant zijn uit te zoeken wie van de mensen met trombocytopenie eerder heparine toegediend heeft gekregen. Zouden de injecties bovendien niet gecontra-ïndiceerd moeten worden voor mensen met bloedingsstoornissen als het spike S1-eiwit zich inderdaad aan heparine bindt?
VAERS laat geritsel achter…
Hier zijn enkele VAERS-gegevens met MedDRA- trefwoorden als “Abnormaal bloedverlies in de baarmoeder”, “Menorrhagia”, “Menstruatiestoornis”, “Onregelmatige menstruatie”, “Metrorrhagia”, “Zwaar bloedverlies in de menstruatie”, “Abnormaal bloedverlies in de baarmoeder”, genormaliseerd naar leeftijd uitgesplitst volgens CDC-normen: gegevens 1-dosering (het aantal mensen dat ten minste 1 dosering heeft gehad).
Figuur 11: VAERS-meldingen van abnormaal bloedverlies en menstruatiestoornissen vanaf 1 juli 2022.
De 25-44 jarigen trekken wederom aan het kortste end.
Onderstaand een aantal gegevens uit VAERS met behulp van MedDRA trefwoorden als “Heparine”, “Trombine”, “Von Willebrand”, “Fibrinogeen”, “Plasminogeen” en “Plasmine” genormaliseerd naar leeftijd officiële CDC gegevens na 1 dosering (het aantal mensen dat ten minste 1 dosering heeft gehad). 16 meldingen van heparine-gerelateerde bijwerkingen per 100.000 injecties bij personen van 75 jaar en ouder, is een groot aantal meldingen. Vergeet niet, geen URF hier.
Figuur 12: VAERS-rapporten van enkele heparine/stollingscascade-gerelateerde AE’s vanaf 1 juli 2022.
Toen ik alleen naar “Heparine” zocht en dit als norm gebruikte, werd het duidelijk dat er een tendens is dat ouderen heparine krijgen.
Figuur 13: VAERS-rapporten van alleen heparine AE-rapporten vanaf 1 juli 2022.
Diep veneuze trombose komt voor bij alle leeftijden, maar vooral bij personen ouder dan 40 jaar.
Figuur 14: VAERS-meldingen van diep veneuze trombose AE-meldingen vanaf 1 juli 2022.
Ik zal dit artikel updaten.
Heparine moleculaire mimicry – als een kanttekening
Er is een paper met de titel “Heparin-Mimicking Polymers: Synthesis and Biological Applications” gepubliceerd in 2016 waarin heparine-nabootsende polymeren en de biologische implicaties en toepassingen worden onderzocht. Er zijn vele toepassingen voor heparine-mimickers waaronder grafeen-oxide gedoteerde heparine-mimetische hydrogels. In het artikel staat dat “heparine-nabootsende polymeren typisch bestand zijn tegen degradatie/desulfatie door heparinases” en dat is best eng als je bedenkt dat S1 gekoppeld is aan heparine.
Ik vond het interessant dat Suramine een moleculaire imitator van heparine is.
1. Paluck SJ, Nguyen TH, Maynard HD. Heparine-imiterende polymeren: Synthese en biologische toepassingen. Biomacromolecules. 2016 Nov 14;17(11):3417-3440. doi: 10.1021/acs.biomac.6b01147. Epub 2016 Oct 14. PMID: 27739666; PMCID: PMC5111123.
2. Heparine wordt van oudsher gewonnen uit runderlongen of varkensdarmen. Sinds er in de jaren tachtig bezorgdheid ontstond over de gekke-koeienziekte, zijn runderen in de meeste landen verboden als oorsprong van heparine. Er is geen synthetische heparine op de markt.
3. https://en.wiktionary.org/wiki/hepatic
4. Muñoz EM, Linhardt RJ. heparinebindende domeinen in de vasculaire biologie. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2004 Sep;24(9):1549-57. doi: 10.1161/01.ATV.0000137189.22999.3f. Epub 2004 Jul 1. PMID: 15231514; PMCID: PMC4114236.
5. Eisenberg D, Jucker M. The amyloid state of proteins in human diseases. Cell. 2012 Mar 16;148(6):1188-203. doi: 10.1016/j.cell.2012.02.022. PMID: 22424229; PMCID: PMC3353745.
6. Idrees D, Kumar V. SARS-CoV-2 spike proteïne interacties met amyloïdogene proteïnen: Potentiële aanwijzingen voor neurodegeneratie. Biochem Biophys Res Commun. 2021 May 21;554:94-98. doi: 10.1016/j.bbrc.2021.03.100. Epub 2021 Mar 24. PMID: 33789211; PMCID: PMC7988450.
7. Zoe Swank, Yasmeen Senussi, Galit Alter, David R. Walt. Persistent circulating SARS-CoV-2 spike is associated with post-acute COVID-19 sequelae. medRxiv 2022.06.14.22276401; doi: https://doi.org/10.1101/2022.06.14.22276401.
8. Letarov, A. V., Babenko, V. V., & Kulikov, E. E. (2021). Free SARS-CoV-2 Spike Protein S1 Particles May Play a Role in the Pathogenesis of COVID-19 Infection. Biochemie. Biokhimiia, 86(3), 257-261. https://doi.org/10.1134/S0006297921030032.
9. Ogata AF, Cheng CA, Desjardins M, Senussi Y, Sherman AC, Powell M, Novack L, Von S, Li X, Baden LR, Walt DR. Circulerend Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) vaccinantigeen gedetecteerd in het plasma van mRNA-1273-vaccinrecipiënten. Klinische Infectieziekten. 2022 Mar 1;74(4):715-718. doi: 10.1093/cid/ciab465. PMID: 34015087; PMCID: PMC8241425.
10. https://en.wikipedia.org/wiki/Antithrombin
11. Rudd TR, Preston MD, Yates EA. The nature of the conserved basic amino acid sequences found among 437 heparin binding proteins determined by network analysis. Mol Biosyst. 2017;13(5):852-865. doi:10.1039/c6mb00857g.
