La inmunosupresión en COVID-19 promueve la aparición de múltiples mutantes de escape inmunológico


Se están implementando vacunas en muchos países para contener la propagación del síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2), el agente responsable de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19). Sin embargo, se han observado mutaciones que evitan el sistema inmunitario en varias variantes de preocupación (COV) que han surgido recientemente, lo que genera preocupación de que la inmunidad de la población todavía esté muy lejos.

Un nuevo e interesante estudio, publicado como preimpresión en el medRxiv* servidor, describe la aparición de varias variantes de este tipo de un paciente con COVID-19 inmunodeprimido crónicamente, que permaneció infectado durante más de 170 días antes de eliminar el virus.

Estudio: Evolución intrahospitalaria del SARS-CoV-2 en un paciente con COVID-19 inmunodeprimido: una fuente de variantes de escape inmunológico.  Haber de imagen: iunewind / Shutterstock

Detalles clínicos

El paciente era un paciente de trasplante masculino de unos cincuenta años que dio positivo en SARS-CoV-2 mediante la reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa de transcripción inversa (RT-qPCR) durante la fase inicial de la pandemia de COVID-19 en Alemania.

Se le administró al paciente tacrolimus, micofenolato de mofetilo y prednisona para prevenir el rechazo del injerto. El paciente desarrolló COVID-19 levemente sintomático y dio positivo durante 145 días.

Los hisopos diarios mostraron que el virus estaba desarrollando una serie de sustituciones y deleciones de aminoácidos en la proteína de la espiga, que eran parcialmente resistentes a anticuerpos neutralizantes. El micofenolato se eliminó del protocolo del paciente el día 126, poco después de que el título de inmunoglobulina (Ig) G con pico positivo aumentara repentinamente el día 123 días. También se aumentó la dosis de prednisona.

El objetivo era permitir que el organismo produjera una respuesta antiviral más eficaz. El día 140, el paciente permaneció positivo en RT PCR y se le administró remdesivir durante 10 días. Desde el día 149 hasta el 189, todas las pruebas posteriores fueron negativas y el patógeno ya no pudo aislarse, lo que indica una eliminación viral.

También se encontraron altos niveles de IgG dirigida a picos desde el día 140, cuando el paciente fue readmitido, persistiendo incluso en el día 175. Durante este período, los umbrales del ciclo (Ct) también aumentaron de manera constante, lo que muestra que la replicación viral estaba disminuyendo.

Así, el paciente, que permaneció libre de síntomas graves durante las 25 semanas de infección, finalmente eliminó el virus debido a un aumento de anticuerpos neutralizantes, y quizás también debido al uso de remdesivir, un análogo de nucleósido que inhibe la replicación viral.

Cómo se relacionan los aislamientos del paciente con otras cepas circulantes

Las secuencias del genoma viral lo identificaron como una de las cepas que circulaban en Friburgo, Alemania, durante ese período. Sin embargo, tenía varias sustituciones de bases en ORF1ab, el gen que codifica la espiga, ORF3, los genes de membrana (M) y nucleoproteína (N), en relación con el genoma de Wuhan-Hu-1.

Entre los aislados tardíos, uno de ellos generó una respuesta inmunitaria ampliamente protectora en ratones expuestos a la infección experimental con la cepa original, así como las dos variantes encontradas en el paciente. Estos sirven como huella digital y respaldan la persistencia del mismo virus en lugar de reinfecciones repetidas.

La tasa típica de mutaciones es de aproximadamente 1-2 mutaciones por mes, y esto se confirmó en el presente paciente, con la estabilidad relativa del genoma viral durante el período inicial de la infección.

Desde el día 42, las mutaciones comenzaron a acumularse, incluida la sustitución D614G que ahora es globalmente dominante. También se encontraron deleciones y sustituciones emparejadas en el dominio N-terminal (NTD) y el motivo de unión al receptor (RBM), a saber, del141-144 con F490L y del244-247 con E484G, respectivamente.

Las deleciones afectan a los epítopos neutralizantes y también pueden afectar la conformación de la NTD, mientras que las sustituciones de aminoácidos pueden hacer lo mismo en la RBM. Por tanto, las mutaciones que surgen en este paciente comparten las mismas mutaciones de escape que las del Reino Unido, Sudáfrica y Brasil.

Las mutaciones afectan la aptitud viral

La aptitud viral pareció disminuir entre los días 35 y 105, con valores altos de Ct por encima de 25. Los aislamientos del día 14 y del día 105 se utilizaron como representantes de los aislamientos en estos dos períodos. Este último mostró una replicación deficiente en comparación con el primero.

Cuando se probó en ratones, el aislado del día 14 produjo una pérdida de peso significativa en los animales, solo uno sobrevivió y casi todos murieron. Sin embargo, solo dos ratones infectados con la cepa del día 105 se enfermaron gravemente. Por tanto, las mutaciones adquiridas redujeron la aptitud viral.

Anticuerpos neutralizantes

La actividad neutralizante contra el virus se encontró solo después del día 123, cuando aumentaron los niveles de IgG anti-pico. El aislado del día 14 se neutralizó en diluciones de hasta 1: 128, pero no el aislado del día 105, que resistió la neutralización incluso a 1:32, lo que indica un escape inmune.

Los anticuerpos neutralizantes también tenían títulos más bajos en este paciente en comparación con un paciente convaleciente con COVID-19 con función inmune normal. Además, el aislado del día 14 fue más susceptible a la neutralización por sueros de convalecientes y después de la vacunación, con la vacuna de ARNm BNT162b2 (Pfizer / BioNTech), que el posterior.

Esto fue confirmado por la neutralización de la entrada de pseudovirus en las células en cultivo. El día 105 se neutralizó con menos eficacia, lo que se demostró por una reducción de más de ocho veces en el título en el que se completó el 50% de neutralización.

No hubo diferencia en la neutralización de los pseudovirus que expresan el pico del día 14, o el pico mutante E484G o F490L, por el suero convaleciente. Sin embargo, las dos eliminaciones redujeron la eficacia de neutralización.

Cuando se expuso al suero posterior a la vacunación, el pico mutante E484G / del141-144 estaba menos neutralizado en comparación con cualquiera de estos solos, lo que indica que posiblemente se trata de mutaciones sinérgicas.

Las cuatro mutaciones adquiridas en el NTD y RBD afectan a epítopos cruciales, que fueron seleccionados durante el largo curso de la infección en este paciente inmunodeprimido, permitiéndole escapar de los anticuerpos neutralizantes.

Estudios con ratones

El suero de los ratones que sobrevivieron a la infección con los aislamientos del día 14 o del día 105 se recogió a los 21 días de la infección o más tarde. También se utilizó una cohorte de supervivientes de la infección de tipo salvaje, ya que sólo un ratón sobrevivió al desafío con la cepa del día 14, y ambos tenían la misma secuencia de proteína de pico.

Los supervivientes de la infección de tipo salvaje tenían el doble de niveles de IgG específica del virus en comparación con los supervivientes de la infección aislada del día 105. Sin embargo, los sueros de los supervivientes de tipo salvaje tenían cuatro veces menos capacidad de neutralización contra el aislado del día 105 que el aislado del día 14, mostrando una evasión inmune parcial. Los sueros inmunes de ratones expuestos al aislado del día 105 neutralizaron la cepa correspondiente de forma más eficaz que la cepa del día 14.

La variante sudafricana B.1.351 que circula actualmente se neutralizó más eficazmente con suero del día 105 que la variante B.1.1.7 del Reino Unido. Sin embargo, todos los ratones convalecientes sobrevivieron al segundo desafío sin ningún síntoma, lo que indica que las variantes del día 14 y del día 105 indujeron una inmunidad protectora completa.

Los investigadores también encontraron que las mutaciones de pico encontradas dentro de los aislamientos del día 105 y del día 140 se seleccionaron debido a un escape inmunológico humoral más que celular.

¿Cuáles son las implicaciones?

Por lo tanto, el estudio respalda la aparición de nuevas variantes que evaden la inmunidad en pacientes crónicamente inmunosuprimidos, como también se informó con pacientes tratados repetidamente con cócteles de anticuerpos y plasma de convalecencia. Las variantes de este estudio se asemejan a las variantes actuales del Reino Unido, Sudáfrica y Brasil, con mutaciones de escape en la misma región de pico.

En segundo lugar, parece que el micofenolato de mofetilo debe suspenderse en pacientes trasplantados con COVID-19 para permitir respuestas humorales específicas de picos eficaces.

En tercer lugar, la amplia protección que brindan los sueros inmunes de ratones inmunizados con proteína de pico a partir del aislamiento del día 105 puede dar forma al diseño de futuras vacunas. Nuevamente, parece que la aptitud viral se ve comprometida por estas mutaciones, dependiendo del tipo de célula huésped. Esto también puede estar relacionado con una deleción observada en el sitio de escisión de la furina de la proteína de punta en las variantes observadas en este paciente.

Tales mutantes de escape podrían servir como semilla inicial para variantes emergentes con mayor potencial epidémico, especialmente si superan la aptitud viral deteriorada mediante una mayor adaptación. Inesperadamente, la proteína de pico de esta variante de escape funcionó particularmente bien en los enfoques de inmunización y provocó anticuerpos neutralizantes ampliamente activos capaces de controlar las variantes preocupantes del SARS-CoV-2. “

*Noticia importante

medRxiv 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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