¿Podría el despliegue de la vacuna COVID-19 proteger contra futuros brotes de coronavirus?


Un nuevo estudio sugiere que el lanzamiento de vacunas contra la pandemia de la enfermedad por coronavirus de 2019 (COVID-19) puede ser significativo no solo para prevenir infecciones por el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2) sino otras endémicas y con potencial pandémico. coronavirus (CoVs) también.

Estudio: las vacunas contra el coronavirus del SARS protegen contra diferentes coronavirus.  Haber de imagen: Rido / Shutterstock

Una versión preimpresa del estudio está disponible en el bioRxiv* servidor, mientras que el artículo se somete a revisión por pares.

Las vacunas contra el SARS-CoV-2 provocan anticuerpos de CoV de reacción cruzada en humanos

El uso de vacunas contra el SARS-CoV-2 en humanos se asoció con aumentos marcados en los anticuerpos contra este virus, por supuesto, pero también de anticuerpos de reacción cruzada contra el SARS-CoV-1 y el coronavirus del resfriado común OC43 en personas con o sin un virus. antecedentes de infección por SARS-CoV-2.

Los pacientes con COVID-19 también desarrollaron anticuerpos que reconocieron los tres virus.

Estudios de ratones

Luego, los estudios en ratones mostraron que la vacunación contra el SARS-CoV-2 protegía a los animales contra el SARS-CoV-2 y el SARS-CoV-1. Se probaron varias plataformas de vacunas, incluidas las basadas en vectores de adenovirus, las basadas en ARNm, las basadas en virus inactivados, las basadas en picos o aquellas basadas solo en el dominio de unión al receptor (RBD), con los mismos resultados.

Anteriormente, se ha demostrado que una vacuna experimental con picos de SARS-CoV-1 protege contra la infección por SARS-CoV-1 en ratones. Los sueros de estos ratones inmunizados mostraron una inhibición parcial de reacción cruzada del SARS-CoV-2 pseudovirus entrada en células en cultivos celulares.

Los ratones vacunados con una vacuna de vector de SARS-CoV-1 se protegieron 280 veces mejor cuando se expusieron posteriormente con SARS-CoV-2.

Respuestas de anticuerpos de reacción cruzada después de la vacunación contra el SARS-CoV-2 en ratones.  (A) Respuestas de anticuerpos después de la vacunación con picos de Ad5-SARS-CoV-2.  (B) Respuestas de anticuerpos después de la vacunación con picos de VSV-SARS-CoV-2.  (C) Respuestas de anticuerpos después de la vacunación con picos de ARNm-SARS-CoV-2.  (D) Respuestas de anticuerpos después de la vacunación contra el SARS-CoV-2 RBD.  (E) Respuestas de anticuerpos después de la vacunación con picos “completos” contra el SARS-CoV-2.  (F) Respuestas de anticuerpos después de la vacunación inactivada contra el SARS-CoV-2.  Los ratones se prepararon por vía intramuscular y se reforzaron después de 3 semanas (consulte Materiales y métodos para obtener información sobre la dosificación de la vacuna).  Las respuestas de los anticuerpos se evaluaron mediante ELISA en la semana 2 posterior al refuerzo.  Los experimentos se realizaron utilizando ratones C57BL / 6 de tipo salvaje, excepto para la vacunación espiga VSV-SARSCoV-2, que utilizó ratones k18-hACE2 (C57BL / 6).  En cada panel indicamos entre paréntesis ejemplos de vacunas de SARS-CoV-2 clínicamente aprobadas y experimentales que se basan en la misma modalidad de vacuna.  Las líneas discontinuas representan el límite de detección.  Los datos son de 1 experimento representativo con

Respuestas de anticuerpos de reacción cruzada después de la vacunación contra el SARS-CoV-2 en ratones. (A) Respuestas de anticuerpos después de la vacunación con picos de Ad5-SARS-CoV-2. (B) Respuestas de anticuerpos después de la vacunación con picos de VSV-SARS-CoV-2. (C) Respuestas de anticuerpos después de la vacunación con picos de ARNm-SARS-CoV-2. (D) Respuestas de anticuerpos después de la vacunación contra el SARS-CoV-2 RBD. (E) Respuestas de anticuerpos después de la vacunación con picos “completos” contra el SARS-CoV-2. (F) Respuestas de anticuerpos después de la vacunación inactivada contra el SARS-CoV-2. Los ratones se prepararon por vía intramuscular y se reforzaron después de 3 semanas (consulte Materiales y métodos para obtener información sobre la dosificación de la vacuna). Las respuestas de los anticuerpos se evaluaron mediante ELISA en la semana 2 posterior al refuerzo. Los experimentos se realizaron utilizando ratones C57BL / 6 de tipo salvaje, excepto para la vacunación espiga VSV-SARSCoV-2, que utilizó ratones k18-hACE2 (C57BL / 6). En cada panel indicamos entre paréntesis ejemplos de vacunas de SARS-CoV-2 clínicamente aprobadas y experimentales que se basan en la misma modalidad de vacuna. Las líneas discontinuas representan el límite de detección. Los datos son de 1 experimento representativo con n = 5 / grupo; Los experimentos se realizaron 2-3 veces con resultados similares. *, P <0.05, **, P <0.01, ns, P> 0.05 por la prueba U de Mann Whitney.

La identidad genética media la reactividad cruzada

En ratones, las células T CD8 + específicas inducidas por la vacuna del SARS-CoV-1 contra el SARS-CoV-2. Las vacunas de subunidades proteicas y de virus inactivados no producen la proteína viral dentro de las células huésped y, por lo tanto, no provocan esta respuesta, a diferencia de otras plataformas de vacunas.

Las respuestas de reacción cruzada están mediadas por la identidad de genes virales entre diferentes virus. Dado que las proteínas de pico de SARS-CoV-1 y SARS-CoV-2 comparten una identidad antigénica del 76%, la vacunación con las primeras induce anticuerpos fuertemente protectores contra las últimas.

El estudio identificó dos sitios de unión de anticuerpos altamente conservados en la proteína de pico, que pueden estar involucrados en esta respuesta de células T de reacción cruzada.

Por el contrario, la identidad del 37% del pico de SARS-CoV-2 con el pico de OC43 significaba que la vacunación basada en el pico de SARS-CoV-2 no protegía contra este último virus. Sin embargo, el uso de una vacuna contra el SARS-CoV-2 basada en la nucleocápsida proporcionó una protección parcial, a pesar de que solo tenía un 38% de identidad.

Una vez más, las vacunas basadas en picos fueron más efectivas para provocar anticuerpos con reactividad cruzada en comparación con las basadas en el RBD, probablemente porque hay un mayor número de epítopos conservados en las primeras, lo que induce una respuesta CoV más amplia.

Reactividad cruzada después de infecciones

Las infecciones con cualquier CoV también provocaron anticuerpos protectores contra infecciones posteriores con otros CoV. En particular, las infecciones en ratones con CoV humanas endémicas se asociaron con una protección mejorada (320 veces) contra otros CoV de ratones. Por el contrario, la infección con un CoV de ratón en ratones condujo a la esterilización de la inmunidad contra los CoV de otros ratones.

Células T cruciales en la inmunidad de reacción cruzada

Tanto la inmunidad humoral como la mediada por células T se asociaron con esta respuesta de protección cruzada a la vacunación. Usando una vacuna basada en células dendríticas (DC) diseñada para evitar respuestas de anticuerpos, pero incluyendo péptidos antigénicos de las proteínas de pico, envoltura, membrana y nucleocápside del SARS-CoV-2, los investigadores obtuvieron células T CD8 +.

Sorprendentemente, esta vacuna protege contra el desafío de un CoV de ratón. Los sueros inmunes provocados por una vacuna de pico de SARS-CoV-1 protegieron a los ratones sin tratamiento previo contra la infección por CoV de ratón, a pesar del hecho de que ambos antígenos de pico tienen solo un 30% de identidad.

¿Cuáles son las implicaciones?

Los investigadores escriben:

Estos datos demuestran que las infecciones por coronavirus pueden conferir una protección parcial o total contra futuras infecciones por otros coronavirus. También observamos un patrón en el que el grado de protección heteróloga parecía ser proporcional a la similitud genética entre el coronavirus inicial y la posterior infección por coronavirus.

Una implicación importante de estos hallazgos es que los anticuerpos provocados por cualquiera de las variantes probablemente protejan contra la infección por otra cepa porque las diferentes variantes del SARS-CoV-2 tienen un 99% de antígenos de punta idénticos.

Otra observación es el aumento eficacia de infección en la inducción de anticuerpos de reacción cruzada en comparación con la vacunación. La razón es que las infecciones virales inducen anticuerpos contra varios antígenos, la mayoría de los cuales se conservan entre los CoV. Por otro lado, la mayoría de las vacunas contra el coronavirus utilizan el antígeno de pico, que es el menos conservado entre las proteínas CoV.

Esto puede sugerir que es necesario agregar antígenos virales adicionales en el diseño de vacunas de próxima generación para mejorar la cobertura de CoV y, por lo tanto, proporcionar una vacuna contra el pancoronavirus.

La duración de la inmunidad sigue siendo cuestionada. Esto dependerá, en parte, de si estos anticuerpos ampliamente protectores se producen a niveles de plasmablastos o por células plasmáticas. El primero es un tipo de célula de vida corta que produce anticuerpos de reacción cruzada altamente específicos durante la fase aguda de la infección, mientras que las células plasmáticas producen una respuesta duradera.

La proteína de la nucleocápside del SARS-CoV-2 se compone de varias secuencias, algunas de las cuales están muy conservadas. De hecho, uno es casi exactamente el mismo en CoV humanos como OC43, CoV de murciélago y CoV de ratón.

Tales secuencias conservadas durante mucho tiempo quizás estén implicadas en la provocación de células T con reactividad cruzada contra CoV en general. Si es así, la nucleocápside puede ser la mejor herramienta para una vacuna CoV universal.

Este estudio es “la primera demostración definitiva de protección inmunitaria heteróloga tras la vacunación o las infecciones por coronavirus. ” Al mostrar que la infección previa por CoV y las vacunas basadas en CoV provocan una protección de reacción cruzada contra otros CoV, los investigadores sugieren un enfoque para el diseño de vacunas que cubre una gama más amplia de patógenos.

*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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