El cóctel de anticuerpos RBD y NTD podría prevenir la aparición de mutantes de escape del SARS-CoV-2


El síndrome respiratorio agudo severo coronavirus-2 (SARS-CoV-2), el agente de la pandemia actual de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19), se ha cobrado más de 3,8 millones de vidas en todo el mundo.

Un rayo de esperanza se hizo visible cuando las vacunas recibieron autorizaciones de uso de emergencia (EUA). Simultáneamente, sin embargo, han surgido nuevas variantes del virus, algunas de las cuales forman variantes preocupantes (COV) que son más infecciosas o muestran una mayor resistencia a la neutralización mediada por anticuerpos.

Estudio: Una combinación de anticuerpos neutralizantes de RBD y NTD limita la generación de mutantes de neutralización-escape de picos de SARS-CoV-2.  Haber de imagen: Corona Borealis Studio / Shutterstock

Un nuevo bioRxiv* la preimpresión demuestra cómo una combinación de anticuerpos contra dos regiones diferentes en el pico viral podría mejorar la eficacia de la neutralización y prevenir la aparición de variantes resistentes.

Fondo

El virus media la entrada en las células huésped a través de su antígeno pico transmembrana, un glicoproteína que se encuentra como un trímero. Cada monómero está compuesto por subunidades S1 y S2 y debe ser activado por enzimas proteasas del huésped.

La subunidad S1 tiene un dominio N-terminal y (NTD) y un dominio C-terminal (CTD). Este último contiene el dominio de unión al receptor (RBD) que se une al receptor de la célula huésped, la enzima convertidora de angiotensina humana 2 (ACE2).

La proteína de pico es el antígeno inmunodominante y es el objetivo de la mayoría de anticuerpos neutralizantes (NAbs) como parte de la respuesta inmune inducida por una infección natural o vacunación. Se ha prestado mucha atención a los anticuerpos dirigidos contra el RBD, ya que neutralizan la infección al interrumpir la interacción virus-receptor.

Los NAb monoclonales dirigidos al RBD también han recibido EUA, pero desde entonces algunos han perdido su aprobación debido a su falta de eficacia contra los COV en circulación. Esto estimuló la investigación de combinaciones de NAb para tratar la infección de manera eficaz y, al mismo tiempo, minimizar las posibilidades de escape mutacional.

Anticuerpos neutralizantes contra RBD y NTD

En el estudio actual, los investigadores identificaron NAb específicos de RBD y NTD en los conjuntos de células B de memoria activadas de cuatro donantes de COVID-19 convalecientes con altos títulos de anticuerpos contra el pico viral. Se seleccionaron los NAb más potentes contra RBD y NTD y se definieron sus epítopos.

El estudio mostró que había una fuerte respuesta temprana de células B de memoria al virus en todos los donantes. Había> 40 anticuerpos monoclonales (MAb) que tenían una eficacia de neutralización superior al 50% frente al virus auténtico y> 3 frente al pseudovirus que expresaba picos de SARS-CoV-2.

La mayoría de los NAb se dirigieron al RBD, inhibiendo el receptor ACE2 de forma competitiva o no competitiva, pero también hubo varios MAb dirigidos por NTD. Los anticuerpos anti-RBD superiores tenían concentraciones picomolares en su concentración inhibidora media máxima (IC50) tanto contra el pseudovirus como contra el SARS-CoV-2 auténtico.

Escape de mutaciones

El mapeo del epítopo del anticuerpo anti-RBD a partir de las mutaciones del pico del pseudovirus que confería el escape del anticuerpo mostró que un cambio en F490 a los residuos L, I o C aumentó la resistencia del anticuerpo, como lo indican los valores de IC50> 2700 veces más altos para la IDA del anticuerpo anti-RBD superior -56443. La unión a RBD desapareció con mutaciones en C480 (a S / R), E484 (a K / G / D) y C488 (aY / S) también.

Se encontró unión reducida, aunque no ausente, con la mutación S494F en el RBD. Este anticuerpo muestra cierta superposición con la interfaz de unión a RBD.

Curiosamente, muchos COV y variantes como P.1, P.2, 232 B.1.525 y B.1.351 llevan E484K, lo que indica resistencia a los MAbs actualmente utilizados. E484, junto con F490 y S494, son residuos clave presentes en el epítopo unido por mAb LY-CoV555 (Bamlanivimab), usado para tratar COVID-19, que por lo tanto se vuelve ineficaz en presencia de mutaciones en estos lugares.

Con los anticuerpos anti-NTD, la neutralización completa se logró solo con el virus auténtico, a concentraciones picomolares, escapando algunas de las partículas pseudovirales a la neutralización.

Se produjo un escape mutacional al mAb NTD ADI-56479 con las mutaciones Y145D, K150E y W152R, cada una de las cuales aumentó la IC50 mil veces.

Estas mutaciones también causaron la pérdida de unión a la proteína de pico en las partículas de pseudovirus y son resistentes a la neutralización de pseudovirus por sueros de pacientes convalecientes con COVID-19. Y145D provocó que la eficacia de neutralización cayera 3,5 veces, mientras que K150E y W152R aumentaron la IC50 en 16 veces, en comparación con la cepa del virus parental.

Estos residuos se encuentran lejos de la interfaz de unión de RBD, en un superitio antigénico, y también están unidos por otros NAb anti-NTD potentes.

También se encuentra una mutación W152 en el VOC B.1.429, que también es más resistente a la neutralización por anticuerpos en sueros vacunados o convalecientes. VOC B.1.617.2 también tiene mutaciones (deleciones) en las posiciones 156 y 157.

Esto indica que la unión de NTD es importante para neutralizar el SARS-CoV-2 en COVID-19 y que las mutaciones de escape se acumulan en respuesta. Otras mutaciones en sitios como N148S, K150R / E y S151P también redujeron la sensibilidad del virus al suero convaleciente.

Beneficios de combinar anticuerpos

Se descubrió que la combinación de estos anticuerpos mejora la eficacia con la que neutralizan el virus. Sin embargo, el grado de sinergia no pudo calcularse debido a sus valores de CI50 muy diferentes. Cuando ambos se combinaron en sus dosis IC50, el cóctel limitó la aparición de mutantes de escape a 72 unidades infecciosas por ml.

Por el contrario, el uso de un solo MAb condujo a la rápida aparición de 105 a 106 unidades infecciosas por ml, en comparación con 107 para los controles, a las 48 horas después de la exposición al virus.

¿Cuáles son las implicaciones?

El anticuerpo RBD ADI-56443 y el anticuerpo NTD ADI-56479 forman una combinación que se une a dos ubicaciones diferentes en el pico viral, con una mejora moderada en la eficiencia y limita la aparición de mutaciones de pico resistentes a NAb.

Los científicos descubrieron que la mayoría de los NAb de NTD superiores se generaron al principio de la infección, lo que indica que su capacidad para contrarrestar eficazmente el virus era independiente de la unión de alta afinidad. Su mecanismo de inhibición puede estar relacionado con la inhibición de la replicación viral posterior a la unión o la activación de funciones efectoras mediadas por Fc.

Con evidencia de que algunos MAbs que se unen a las ETD juegan un papel importante en la neutralización del SARS-CoV-2, y que están surgiendo mutaciones de escape dentro de los COV, “un La terapia de combinación de anticuerpos con nAbs RBD y NTD podría proporcionar una solución importante para el tratamiento de COVID-19 e impedir la generación de nuevas variantes, especialmente en poblaciones que no pueden ser vacunadas.. “

*Noticia importante

bioRxiv publica informes científicos preliminares que no son revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica / comportamiento relacionado con la salud o tratarse como información establecida.

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