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Swiatek, número dois mundial, estava à procura do quarto título no Foro Itálico, mas não conseguiu passar da terceira ronda do último grande torneio antes do Open de França.
Collins vai agora enfrentar Elina Svitolina ou a compatriota Hailey Baptiste nos oitavos de final de Roma, enquanto a número 35 do mundo procura um improvável segundo título WTA 1000, depois de ter vencido em Miami no ano passado.
A eliminação precoce de Swiatek é um grande choque para a polaca, que normalmente domina as suas rivais na terra batida e tem um registo impressionante na capital italiana.
A forma como foi derrotada é outro sinal preocupante antes de Roland Garros, uma vez que também foi derrotada em sets diretos por Coco Gauff nas meias-finais do Open de Madrid no início deste mês.
Swiatek quase não se reconheceu como a jogadora que ganhou quatro títulos do Open de França, tendo sido quebrada quatro vezes no primeiro set e não conseguindo impor-se a Collins, contra quem tinha ganho oito dos nove encontros.