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


La importancia de la cruzanticuerpos neutralizantes a las variantes recientemente surgidas del coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2) es evidente a la luz del hecho de que estas variantes son altamente transmisibles, además de poder evadir las respuestas inmunes a variantes anteriores de este virus.

Un nuevo trabajo de investigación preimpreso publicado en el bioRxiv* El servidor informa sobre la capacidad de un conjunto de anticuerpos neutralizantes de ratón para proteger a los ratones contra múltiples linajes de SARS-CoV-2.

Estudio: Los anticuerpos monoclonales murinos contra RBD de SARS-CoV-2 neutralizan los virus SARS-CoV-2 de tipo salvaje auténtico, así como los virus B.1.1.7 y B.1.351 y protegen in vivo en un modelo de ratón de una manera dependiente de la neutralización.  Haber de imagen: SciePro / Shutterstock y NIAID

Anticuerpos y neutralización de virus

Se han autorizado alrededor de veinte vacunas para su uso en todo el mundo, además de varios anticuerpos monoclonales, como combinaciones, para prevenir y tratar la infección por SARS-CoV-2, respectivamente.

Este virus ingresa a las células huésped para establecer una infección exitosa al unirse a través de su proteína de pico al receptor de la célula huésped, la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2). La parte del pico que se une al receptor se denomina dominio de unión al receptor (RBD) y forma un objetivo atractivo para los anticuerpos, tanto terapéuticos como preventivos.

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

Los anticuerpos monoclonales (mAb) disponibles actualmente se han generado contra el pico de la variante original de Wuhan del virus. Sin embargo, la aparición de mutaciones de escape, especialmente en la región RBD del pico, amenaza la utilidad de estos mAb.

Dado que la mayoría de los anticuerpos neutralizantes actúan bloqueando la entrada viral, dirigiéndose al RBD, las mutaciones en el RBD pueden reducir su eficacia de los mAb.

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

Objetivos y detalles del estudio

Los investigadores del Laboratorio Krammer, Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai, destinado a evaluar la capacidad de unión y neutralización de 14 mAb de ratón producidos contra el RBD viral tanto para el RBD como para la proteína de pico. También evaluaron el potencial de los mAb no neutralizantes para reducir la carga viral.

En tercer lugar, el estudio examinó la unión de estos mAb a los mutantes RBD que contienen mutaciones puntuales y agrupadas que definen las tres variantes principales de preocupación (VOC): el Reino Unido (B1.1.7), la variante sudafricana (SA) (B.1.351) ) y la variante de Brasil (P.1).

Finalmente, se probó la neutralización de los mAb frente a las variantes UK y SA.

¿Cuáles fueron los resultados?

Los anticuerpos de inmunoglobulina G (IgG) murina se generaron en células de hibridoma. Se encontró que los 14 se unían al RBD con alta afinidad, como lo demuestran las concentraciones mínimas de unión (MBC) muy bajas.

Cuando se probó contra la proteína de pico completo, la mayoría de ellos se unieron bien, pero tres tenían MBC más altos en relación con el RBD. Los investigadores postulan que esto podría deberse a la cobertura de los epítopos de unión a RBD en el pico completo en comparación con el RBD expresado de forma aislada.

Diez de los 14 mAb eran específicos para el SARS-CoV-2 RBD, pero cuatro también mostraron reactividad cruzada con el SARS-CoV RBD.

Cuando se probó con el virus vivo en un ensayo de microneutralización, donde la capacidad del anticuerpo para bloquear la infección viral de las células de cultivo se determina como el recíproco de la dilución a 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) por el virus vivo fue muy baja, de 0,1 a 1 ug / ml. Esto indica que estos pueden prevenir la entrada y la replicación viral a altas diluciones, especialmente dos que tenían la CI50 más baja.

Reducción de títulos virales en ratones.

Los investigadores probaron la capacidad de los mAb para bloquear la entrada del virus y reducir las cargas virales en ratones modificados genéticamente que expresan el gen ACE2 humano. Los mAb se administraron dos horas antes de desafiar a los ratones con SARS-CoV-2.

Las pruebas de neutralización por reducción de placa mostraron que solo los seis mAb con capacidad neutralizante pudieron proteger al animal contra la entrada y replicación viral. Tres de los seis redujeron la carga viral en dos registros el día 3, mientras que otros dos provocaron una reducción notablemente más significativa en el título viral.

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

Patología pulmonar reducida

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

Se encontró que una inflamación leve era el resultado de la inyección del vector adenoviral hACE2, pero las puntuaciones de inflamación en los ratones que recibieron el vector y el virus fueron más altas. No hubo signos de potenciación de la enfermedad dependiente de anticuerpos (ADE).

Las nucleoproteínas eran casi indetectables, lo que demuestra que todos los mAb neutralizantes impedían la entrada del virus en la célula y, por tanto, reducían el título viral en el pulmón.

Enlace a variantes de RBD

El estudio también muestra que algunas variantes de RBD como K487R y N487R causaron que cada uno de un mAb perdiera la unión completa. Las mutaciones E484K, F486A y F490K también redujeron la unión de un tercer mAb. Las mutaciones agrupadas en la variante SA RBD también causaron pérdida de unión por el mismo mAb.

Sin embargo, cinco de los mAb mantuvieron una afinidad de unión del 50% al menos a todos los RBD mutantes, y algunos tenían una unión más alta que para 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 huella.. “

En general, los mAb neutralizantes se unieron a los RBD mutantes y de tipo salvaje a niveles algo equivalentes.

De particular interés, cuatro de los seis mAb neutralizantes se unieron tanto al tipo salvaje como a la variante SA RBD, mientras que los seis neutralizaron la variante UK RBD. Este último tiene solo una mutación RBD, N501Y.

De los cuatro que mantuvieron la unión y neutralización de la variante SA, la CI50 aumentó de 2,5 a 5 veces la del virus de tipo salvaje o la variante del Reino Unido.

Las razones de la pérdida de neutralización de la variante SA podrían haber sido la unión más baja al RBD que contiene E484, para un mAb, y una presentación del epítopo alterada en el pico en comparación con el RBD para el otro.

Inhibición de la unión de ACE2-RBD

Los investigadores también encontraron mediante el análisis estructural de los seis mAbs neutralizantes que dos de ellos no pudieron formar complejos estables con el RBD y no pudieron visualizarse. Tres de ellos mostraron una superposición con el sitio de unión de ACE2 que podría explicar cómo evitaron la unión de ACE2-RBD.

Estos se unen en varios ángulos al RBD, lo que indica que se unen a diferentes epítopos.

¿Cuáles son las implicaciones?

El estudio muestra que el pico RBD puede sufrir múltiples mutaciones mientras aún conserva su capacidad para unirse al receptor ACE2 y causar la infección de la célula huésped.

La plasticidad del RBD es alarmante porque cambios extensos en el RBD podrían reducir la eficacia de Las vacunas actuales y las vacunas de refuerzo adicionales con vacunas actualizadas pueden ser necesarias para la protección en el futuro.. “

La falta de protección de los mAb no neutralizantes es atribuible a su isotipo IgG1, que, en ratones, excluye 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.

Los dos anticuerpos que mejor protegen contra la entrada viral son IgG2a, un subtipo asociado con interacciones Fc-Fc en ratones, lo que respalda el postulado de que la unión del anticuerpo a los FcR efectores activadores 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 isotipo.

El estudio sugiere el potencial de que las formas humanizadas de estos mAb neutralizantes se desarrollen como agentes terapéuticos con una fuerte actividad contra el virus de tipo salvaje, así como las variantes del Reino Unido y Sudáfrica.

*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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