Identificación de autoanticuerpos neutralizantes contra IFNL3 en casos graves de COVID-19


Los científicos creen que un análisis imparcial de los sitios de unión de anticuerpos proporcionaría información significativa sobre los estados de salud y enfermedad. En este sentido, muchos investigadores han utilizado bibliotecas de presentación de fagos programables para detectar nuevos autoanticuerpos. Se han utilizado bibliotecas de presentación de fagos para caracterizar la inmunidad antiviral y perfilar anticuerpos de inmunoglobulina E (IgE) específicos de alérgenos.

Aunque los microarrays de proteínas son extremadamente útiles para la investigación de proteínas, el alto costo por ensayo y los numerosos artefactos técnicos los hacen menos fáciles de usar. Tecnologías como Ácido nucleico La matriz de proteínas programable (NAPPA) y la expresión in vitro ligada a PCR de una sola molécula (SIMPLEX) son eficaces pero no rentables.

Estudio: Autoanticuerpos neutralizantes contra IFNL3 en COVID-19 severo identificado mediante indexación molecular de proteínas por autoensamblaje.  Crédito de la imagen: Preprint Graphical Abstract / bioRxiv preprint server

Para superar las limitaciones del perfil basado en matrices de proteínas de longitud completa, los científicos desarrollaron una metodología novedosa conocida como Análisis paralelo de marcos de lectura abiertos traducidos (PLATO), basada en la visualización de ribosomas de bibliotecas de marcos de lectura abiertos (ORF). Sin embargo, algunas limitaciones de PLATO han obstaculizado su aceptación masiva en la comunidad científica.

Ahora, los científicos han desarrollado recientemente una nueva tecnología alternativa de presentación molecular llamada Indexación molecular de proteínas por autoensamblaje (MIPSA). Su investigación, publicada en el bioRxiv* servidor de preimpresión, explica cómo esta tecnología supera las desventajas críticas de PLATO y otras tecnologías de matriz de proteínas de longitud completa.

MIPSA produce bibliotecas de proteínas solubles de longitud completa. Cada proteína puede identificarse explícitamente mediante conjugación covalente a un código de barras de ADN alineado con secuencias de unión de cebadores de PCR universales. Los investigadores han incorporado los códigos de barras en el extremo 5 ‘de las secuencias de ARN mensajero transcrito (ARNm) que se coloca corriente arriba del sitio de unión del ribosoma (RBS). Se produce un código de barras de ADNc por transcripción inversa (RT) del extremo 5 ‘del ARN transcrito in vitro (IVT-ARN) conectado a un cebador de RT marcado con haloalcano. Un HaloTag N-terminal se fusiona con la proteína codificada corriente abajo del RBS. Esto asegura la traducción in vitro en el acoplamiento covalente intracomplejo (“cis”) del código de barras de ADNc al HaloTag y su producto proteico codificado con marco de lectura abierto (ORF) aguas abajo. Esta biblioteca recién formada que contiene proteínas de longitud completa indexadas de forma única se puede explorar en muchos estudios de proteomas, por ejemplo, perfiles de autoanticuerpos no sesgados. La investigación actual ha revelado la utilidad de esta plataforma al revelar la presencia de autoanticuerpos nuevos y conocidos en el plasma de pacientes con COVID-19 gravemente afectados.

Se ha desarrollado un vector de destino de puerta de enlace MIPSA utilizando varios ingredientes vitales. Contiene un sitio de inicio de la transcripción de la ARN polimerasa T7, una secuencia de código de barras de identificador clonal único isotérmico (“UCI”) flanqueada por sitios de unión de cebadores constantes, un sitio de unión de ribosomas (RBS), una proteína de fusión HaloTag N-terminal, secuencias de recombinación para la inserción de ORF , un codón de terminación y un sitio de endonucleasa de orientación para la linealización del plásmido.

La principal ventaja de MIPSA sobre varias otras tecnologías, como los microarrays de proteínas, SIMPLEX, NAPPA y PLATO, es que este sistema proporciona una presentación molecular novedosa para proteínas de longitud completa. Además, MIPSA ofrece una biblioteca de secuenciación simple, de alto rendimiento y rentable que proporciona estabilidad a los complejos proteína-ADN. Estos atributos son increíblemente beneficiosos tanto para la manipulación como para el almacenamiento de bibliotecas de visualización.

MIPSA facilita análisis no sesgados de interacciones proteína-anticuerpo, proteína-proteína y proteína-molécula pequeña. También contribuye a estudios de modificación postraduccional, por ejemplo, estudios de modificación de haptenos y perfiles de actividad de proteasas. Además, esta tecnología puede ser adoptada fácilmente por laboratorios de biología molecular estándar. Esto se debe a que no requiere equipos ni capacitación sofisticados. La disponibilidad de un instrumento de secuenciación de ADN simple de alto rendimiento es el único requisito esencial.

Aunque el sistema de visualización MIPSA utiliza el sistema HaloTag / HaloLigand, puede trabajar con la etiqueta SNAP formando un enlace covalente con derivados de bencilguanina (BG). BG podría utilizarse como una etiqueta para el cebador RT que reemplaza a HaloLigand. MIPSA también puede soportar el derivado mutante de la etiqueta SNAP y la etiqueta CLIP que se une a los derivados de O2-bencilcitosina.

Los científicos han informado de la asociación de la autoinmunidad con la enfermedad COVID-19 grave. La investigación actual implica la detección de múltiples autoanticuerpos utilizando el sistema de visualización MIPSA. En pacientes con enfermedad grave por COVID-19, se han notificado autoanticuerpos neutralizantes contra IFN-α / ω. Estos autoanticuerpos ocurren con poca frecuencia en la población general y bloquean la respuesta inmune a la replicación viral en las células.

MIPSA complementa técnicas como PhIP-Seq. Una limitación de esta tecnología es que el protocolo MIPSA requiere una traducción libre de células y sin límites. Se espera que el trabajo futuro ayude a superar este inconveniente. En el estudio actual, los científicos han utilizado MIPSA para detectar algunos autoanticuerpos conocidos y descubrir autoanticuerpos neutralizantes de interferón lambda 3 (IFN-λ3).

En conclusión, los investigadores sugieren que la autorreactividad de IFN-λ3 puede ser más frecuente entre las personas con COVID-19 grave. Este es el primer informe que describe la neutralización de autoanticuerpos contra IFN-λ3 y, por lo tanto, propone un mecanismo patogénico potencialmente novedoso que contribuye al COVID-19 potencialmente mortal en un subconjunto de pacientes. Este descubrimiento ayudaría a identificar a las personas que tienen un mayor riesgo de infección por SARS-CoV-2 y, por lo tanto, promovería el uso terapéutico de interferón-beta en este grupo vulnerable.

*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.

Referencia de la revista:

  • Autoanticuerpos neutralizantes de IFNL3 en COVID-19 severo identificados mediante la indexación molecular de proteínas por autoensamblaje, Joel J. Credle, Jonathan Gunn, Puwanat Sangkhapreecha, Daniel R. Monaco, Xuwen Alice Zheng, Hung-Ji Tsai, Azaan Wilbon, William R. Morgenlander, Yi Dong, Sahana Jayaraman, Lorenzo Tosi, Biju Parekkadan, Alan N. Baer, ​​Mario Roederer, Evan M. Bloch, Aaron AR Tobian, Israel Zyskind, Jonathan I. Silverberg, Avi Z. Rosenberg, Andrea L. Cox, Tom Lloyd, Andrew L. Mammen, H. Benjamin Larman, bioRxiv, 2021.03.02.432977; doi: https://doi.org/10.1101/2021.03.02.432977, https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.03.02.432977v1

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