Los anticuerpos monoclonales de ratón protegen contra el SARS-CoV-2 de tipo salvaje y variantes en el Reino Unido y Sudáfrica

La importancia de neutralizar los anticuerpos de reacción cruzada contra las variantes emergentes del síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2) se ilustra por el hecho de que estas variantes son altamente transmisibles, además de su capacidad para evadir las respuestas inmunitarias a variantes anteriores. de este virus.

Se ha publicado un nuevo artículo de investigación sobre preimpresión en bioRxiv* El servidor informa sobre la capacidad de un conjunto de anticuerpos neutralizantes de rata para proteger a los ratones contra las múltiples cepas de SARS-CoV-2.

Anticuerpos y virus neutralizantes

Se ha permitido el uso de unas veinte vacunas en todo el mundo, así como varios anticuerpos monoclonales, como combinaciones para prevenir y tratar la infección por SARS-CoV-2, respectivamente.

Este virus ingresa a las células hospedadoras para establecer una infección exitosa al unirse a través de la proteína espiga al receptor de la célula hospedadora, la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2). La porción de la espiga que se une al receptor se denomina dominio de unión al receptor (RBD) y forma un objetivo atractivo para los anticuerpos, tanto curativos como profilácticos.

Los títulos de anticuerpos neutralizantes están estrechamente relacionados con la protección contra la reinfección, pero dado que la vacunación llevará algún tiempo para cubrir a la población mundial, existe una necesidad urgente de anticuerpos y medicamentos curativos para tratar y prevenir enfermedades graves.

Los anticuerpos monoclonales (mAb) actualmente disponibles se generaron contra la elevación de la variante original de Wuhan del virus. Sin embargo, la aparición de mutaciones de escape, particularmente en la región de elevación RBD, amenaza la utilidad de estos mAb.

Dado que la mayoría de los anticuerpos neutralizantes actúan bloqueando la entrada del virus, dirigiéndose a RBD, las mutaciones en RBD pueden reducir su eficacia en mAb.

El dominio N-terminal (NTD) es otra región que se dirige con frecuencia en variantes más nuevas, ya que es neutralizada por múltiples anticuerpos. Por tanto, estas variantes pueden evadir los anticuerpos inducidos por la vacuna.

Estudiar los objetivos y sus detalles.

Investigadores de Kramer Lab, Icahn College of Medicine, Mount Sinai, Tiene como objetivo evaluar la capacidad de unión y neutralización de 14 mAb en ratones criados contra RBD viral tanto de RBD como de proteína de pico. También evaluaron la posibilidad de que los mAb no fueran neutralizados para reducir la carga viral.

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En tercer lugar, el estudio examinó la asociación de estos mAb con mutaciones RBD que contienen mutaciones puntuales y agrupadas que identifican las tres variantes principales de preocupación (COV): Reino Unido (B1.1.7), variante sudafricana (B.1.351) y variante brasileña ( p.1).

Finalmente, los mAb se probaron para la neutralización frente a las variantes UK y SA.

¿Cuáles fueron los resultados?

Los anticuerpos IgG se elevaron en ratones G (IgG) en células de hibridoma. Se encontró que los 14 estaban asociados con RBD con alta afinidad, como lo indican las concentraciones de unión extremadamente bajas (MBC).

Cuando se probó contra la proteína de pico completo, la mayoría de ellos se unieron bien, pero tres de ellos tenían un MBC más alto en comparación con el RBD. Los investigadores plantean la hipótesis de que esto puede deberse a la cobertura de los epítopos de unión de RBD a su altura completa en comparación con el RBD expresado de forma independiente.

Diez de los 14 mA se asignaron a SARS-CoV-2 RBD, pero cuatro de ellos también mostraron una reacción cruzada con SARS-CoV RBD.

Cuando se probó con virus vivo en una prueba de neutralización precisa, donde la capacidad del anticuerpo para prevenir la infección viral de las células de cultivo se determina como una dilución cruzada en la que las células permanecen completamente sin infectar, seis mostraron una alta capacidad neutralizante.

En los seis casos, la concentración a la que el 50% de las células permanecieron sin infectar (CI50) con virus vivo fue muy baja, de 0,1 a 1 μg / ml. Esto indica que estos podrían prevenir la entrada y reproducción del virus a altas diluciones, especialmente dos que contienen la CI50 más baja.

Reducir los títulos virales en ratones

Los investigadores probaron la capacidad de los mAbs para bloquear la entrada de virus y reducir las cargas virales en ratones modificados genéticamente que expresan el gen ACE2 humano. Se administraron MAb 2 h antes de que los ratones fueran desafiados con SARS-CoV-2.

Las pruebas de igualación de reducción de placa mostraron que solo seis mA de capacidad equivalente pudieron proteger al animal de la entrada y reproducción del virus. Tres de los seis redujeron la carga viral en dos registros al tercer día, mientras que los otros dos provocaron una disminución significativa en el título viral.

El día 5, ninguno de los animales que recibieron mAb mostró signos equivalentes de presencia viral significativa en sus pulmones, aunque dos mostraron virus residual.

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Enfermedad pulmonar reducida

El tejido pulmonar se recogió el día 4 para histopatología e inmunohistoquímica (IHC). Esto mostró alguna evidencia de neumonía intersticial, posiblemente debido a la alta dosis del virus.

Se encontraron algunas infecciones leves como resultado de la inyección del vector adenoviral hACE2, pero los grados de inflamación en los ratones que recibieron el vector y el virus fueron mayores. No hubo signos de potenciación de la enfermedad dependiente de anticuerpos (ADE).

Las nucleoproteínas eran virtualmente indetectables, lo que indica que los mAb neutralizantes impedían la entrada del virus en la célula, reduciendo así el título viral en el pulmón.

Enlace a variantes de RBD

El estudio también muestra que algunos RBD variables como K487R y N487R causaron una pérdida de un mA en cada una de la correlación completa. Las mutaciones E484K, F486A y F490K también redujeron la unión por un tercer mA. Las mutaciones agrupadas en la variante SA RBD también provocaron una pérdida de unión al mismo mAb.

Sin embargo, cinco mAb mantuvieron al menos un 50% de afinidad de unión para todos los RBD mutantes, y algunos tenían una mayor afinidad de unión que los RBD de tipo salvaje. Los investigadores comentan,La capacidad de unirse a todos los RBD podría ser una función de la afinidad del anticuerpo que, cuando es alta, puede permitir que el anticuerpo mantenga su impronta.. “

En general, los mAb asociados con los RBD de tipo salvaje y mutantes se neutralizan a niveles algo equivalentes.

Críticamente, cuatro de los seis mAbs neutros unieron tanto el tipo salvaje como la variante SA RBD, mientras que los seis neutralizaron la variante UK RBD. Este último solo tiene una mutación RBD, la N501Y.

De los cuatro que mantuvieron la unión y neutralización de la variante SA, la CI50 aumentó de 2,5 a 5 veces en comparación con la variante salvaje o UK.

Las causas de la pérdida de neutralización de la variante SA podrían ser una menor unión al RBD que contiene E484, para un mAb, y la anchura de un epítopo variable en el pico en comparación con el RBD para el otro.

Inhibición de la unión de ACE2-RBD

Los investigadores también encontraron a través del análisis estructural de los seis mAbs neutros que dos de ellos no pudieron formar complejos estables usando RBD, y eran inimaginables. Tres de ellos mostraron una interferencia con el sitio de unión de ACE2, lo que podría explicar cómo impidieron la unión de ACE2-RBD.

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Estos están relacionados en diferentes ángulos con el RBD, lo que indica que están relacionados con diferentes bucles.

¿Cuáles son los efectos?

El estudio mostró que las mutaciones de RBD pueden sufrir múltiples mutaciones mientras conservan su capacidad para unirse a los receptores ACE2 y causar daño a la célula huésped.

La resiliencia de la RBD es motivo de preocupación porque los cambios generalizados en la RBD pueden reducir la eficacia de las vacunas actuales y es posible que se requieran vacunas de refuerzo adicionales con vacunas actualizadas para la protección en el futuro.. “

La falta de protección de los mAb no neutralizados se ha atribuido al isótopo IgG1, que, en ratones, bloquea las interacciones mediadas por los receptores efectores Fc (FcR). Por tanto, los anticuerpos que no activan los FcR y no tienen capacidad neutralizante carecen de eficacia protectora.

El mejor anticuerpo contra la entrada del virus es IgG2a, un subtipo asociado con las reacciones Fc-Fc en ratones, lo que respalda la suposición de que la unión del anticuerpo a la activación de FcR es clave para los efectos protectores de los anticuerpos.

En los seres humanos, los anticuerpos IgG2 interactúan fuertemente con los FcR, y la mayoría de los anticuerpos contra este virus pertenecen a este patrón.

El estudio propone la posibilidad de desarrollar formas humanizadas de mAbs neutralizantes como terapias con fuerte actividad contra virus de tipo salvaje, además de variantes de UK y SA.

*Nota IMPORTANTE

BioRxiv publica informes científicos primarios que no son revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, dirigiendo la práctica clínica / comportamiento relacionado con la salud, ni tratados como información estática.

Custodia Zayas

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