The Nature publică un studiu controversat: cum vaccinul anti-covid evită proteina virală şi de ce
sursa foto: pixabay
Pandemia de COVID-19, cauzată de SARS-CoV-2, continuă să facă furori în multe țări, punând sub presiune sistemele de sănătate și economiile. Vaccinurile protejează împotriva bolilor severe și a morții și sunt considerate esențiale pentru încheierea pandemiei. Vaccinurile anti-COVID-19 (și infecția cu SARS-CoV-2) provoacă anticorpi care sunt direcționați împotriva proteinei virale (S) și neutralizează virusul. Cu toate acestea, apariția variantelor SARS-CoV-2 cu mutații ale proteinei S care conferă rezistență la neutralizare ar putea compromite eficacitatea vaccinului [1]. În plus, variantele virale emergente cu transmisibilitate îmbunătățită, probabil din cauza interacțiunilor virus-celula gazdă modificate, s-ar putea răspândi rapid la nivel global. Prin urmare, este important să se investigheze dacă variantele emergente SARS-CoV-2 prezintă interacțiuni modificate cu celulele gazdă și rezistență împotriva neutralizării mediate de anticorpi, explică The Nature.
Am investigat intrarea în celula gazdă și neutralizarea mediată de anticorpi a variantei A.30 (denumită și A.VOI.V2), care a fost detectată la mai mulți pacienți din Angola și Suedia în primăvara anului 2021 și probabil a provenit din Tanzania [2]. Pentru comparație, am analizat variantele Beta (B.1.351) și Eta (B.1.525). Aceste două variante au fost detectate pentru prima dată în Africa, iar varianta Beta, care este considerată o variantă de îngrijorare (VOC), arată cel mai înalt nivel de rezistență la neutralizare dintre VOC-urile SARS-CoV-2 [3, 4]. În comparație cu proteina S a SARS-CoV-2 B.1, care a circulat în faza incipientă a pandemiei, proteina S a variantei A.30 conține 10 substituții de aminoacizi și cinci deleții (Fig. 1a și informații suplimentare, Fig. S1a). Toate delețiile împreună cu patru substituții se găsesc în domeniul N-terminal al unității de suprafață S1, care găzduiește un supersit antigenic care este vizat de majoritatea anticorpilor neutralizanți care nu sunt direcționați împotriva domeniului de legare la receptor (RBD) [5]. În plus, trei mutații sunt localizate în interiorul RBD, care se leagă de receptorul celular ACE2 și constituie ținta principală a anticorpilor de neutralizare (Fig. 1a). Două dintre aceste mutații, T478R și E484K, sunt situate aproape de site-ul de legare ACE2 (Informații suplimentare, Fig. S1a), iar E484K este cunoscut că reduce susceptibilitatea la neutralizarea mediată de anticorpi. În cele din urmă, două mutații sunt situate aproape de locul de clivaj S1/S2 și o mutație se găsește în unitatea transmembranară S2, care facilitează fuziunea învelișului viral cu membranele celulare (Fig. 1a).
Medic de la ‘Marius Nasta’ explică pe înțelesul tuturor: Oxigenul nu arde plămânii
SARS-CoV-2 A.30 intră în anumite linii celulare cu eficiență crescută și se sustrage neutralizării mediate de anticorpi. a O prezentare schematică și organizarea domeniului proteinelor SARS-CoV-2 S studiate. Abrevieri: RBD, domeniu de legare la receptor; TD, domeniul transmembranar. b Particulele pseudotipizate care poartă proteinele S indicate au fost inoculate pe diferite linii celulare, iar eficiența transducției a fost cuantificată prin măsurarea activității luciferazei codificate de virus în lizatele celulare la 16-18 ore după inoculare. Sunt prezentate datele medii (medii) de la șase până la 12 replici biologice (fiecare efectuată cu patru exemplare tehnice) pentru care transducția a fost normalizată împotriva SARS-CoV-2 S B.1 (= 1). Barele de eroare indică eroarea standard a mediei (SEM). Semnificația statistică a diferențelor dintre B.1 și A.30, B.1.525 sau B.1.351 a fost analizată prin testul t Student cu două cozi cu corecție Welch (p > 0,05, nesemnificativ [ns]; p ≤ 0,05, *; p ≤ 0,01, **; p ≤ 0,001, ***). Vezi și Informații suplimentare, Fig. S1b.
c Neutralizarea SARS-CoV-2 B.1, A.30, B.1.525 și B.1.351 de către anticorpi monoclonali utilizați pentru terapia COVID-19 sau un anticorp de control neînrudit (Informații suplimentare, Fig. S1d). Particulele pseudotipizate au fost incubate timp de 30 min la 37 °C în prezența unor concentrații crescânde (0,00002, 0,0002, 0,002, 0,02, 0,2, 2 µg/ml) ale anticorpilor monoclonali indicați sau a unui anticorp neînrudit în celulele martor în verocula. Eficiența infecției a fost cuantificată prin măsurarea activității luciferazei codificate de virus în lizatele celulare la 16-18 ore după inoculare. Sunt prezentate date medii (medii) de la o singură replicare biologică (realizată cu patru exemplare tehnice) pentru care infecția a fost normalizată față de probe care nu au conținut anticorpi (= 0% inhibiție). Datele au fost confirmate într-un experiment independent separat. Barele de eroare indică abaterea standard.
d Neutralizarea SARS-CoV-2 B.1, A.30, B.1.525 și B.1.351 de către anticorpi din plasma convalescentă. Particulele pseudotipizate care poartă proteinele S indicate au fost incubate timp de 30 min în prezența diferitelor diluții de plasmă convalescentă (n = 9). Eficiența infecției a fost determinată așa cum este descris pentru Fig. 1b și utilizată pentru a calcula factorul de diluție a plasmei care duce la o reducere cu 50% a intrării în celule determinate de proteina S (titru de neutralizare 50, NT50). Sunt prezentate date dintr-un total de nouă probe de plasmă convalescentă (liniile negre și valorile numerice indică mediana NT50). În plus, pentru fiecare plasmă, a fost calculată reducerea de ori în NT50 între SARS-CoV-2 B.1 (setat ca 1) și variantele indicate (barele gri indică mediana). Semnificația statistică a diferențelor dintre grupurile indicate a fost analizată printr-un test Mann–Whitney cu două cozi cu un nivel de încredere de 95% (p > 0,05, ns; p ≤ 0,05, *; p ≤ 0,01, **; p > 0,05; ***).
e Experimentul a fost efectuat așa cum este descris în panoul d, dar ser din ChAdOx1 nCoV-19/ChAdOx1 nCoV-19 (AZ/AZ; n = 23), BNT162b2/BNT162b2 (BNT/BNT; n = 12) sau ChAdOx1 nCoV-12 /BNT162b2 (AZ/BNT; n = 6) – indivizii vaccinați au fost investigați. Numerele din graficele cu bare „B.1 vs. A.30” și „B.1 vs. B.1.525” indică numărul de puncte de date suprapuse (puncte)
Pentru analiza intrării virale în celule și inhibarea acesteia de către anticorpi, am folosit pseudotipuri rabdovirale care poartă proteina SARS-CoV-2 S, un model adecvat pentru studierea intrării și neutralizării SARS-CoV-2 [6]. Ca ținte, am folosit liniile celulare Vero și 293T (ambele derivate din rinichi), Huh-7 (ficat), A549 (plămân), Calu-3 (plămân) și Caco-2 (colon). B.1 a intrat eficient în toate liniile celulare, iar eficiența de intrare a lui B.1.525 a fost comparabilă (Fig. 1b și informații suplimentare, Fig. S1b).
Intrarea B.1.351 în mai multe linii celulare a fost ușor, dar semnificativ crescută, iar acest fenotip a fost deosebit de robust pentru celulele pulmonare Calu-3, în conformitate cu rezultatele publicate [3]. În cele din urmă, A.30 a arătat o eficiență semnificativ crescută în ceea ce privește intrarea în celulele Vero, 293 T, Huh-7 și A549 comparativ cu B.1, deși intrarea în celulele Calu-3 și Caco-2 nu a fost crescută (Fig. 1b). Testarea anticorpilor monoclonali direcționați împotriva proteinei S și utilizați pentru terapia COVID-19 a arătat că B.1.351 a fost rezistent atât la bamlanivimab, cât și la etesevimab, așa cum era de așteptat [3] și că B.1.525 a fost rezistent la bamlanivimab (Fig. 1c).
A.30 a fost, de asemenea, rezistent la bamlanivimab, dar susceptibil la inhibare de către un cocktail de bamlanivimab și etesevimab (Fig. 1c). Mai mult, B.1.351 a arătat o neutralizare semnificativ redusă de către anticorpii induși la infecție, așa cum era de așteptat; [3] evaziunea neutralizării de către A.30 și B.1.525 a fost ușor (A.30) până la moderat (B.1.525) mai puțin eficientă (Fig. 1d și Informații suplimentare, Fig. S2).
În schimb, A.30 a fost mai rezistent la neutralizare de anticorpi induși la vaccinarea omoloagă ChAdOx1 nCoV-19 (Vaxzevria) sau BNT162b2 (Comirnaty) în comparație cu B.1.351, dar sensibilitatea de neutralizare a B.1.525 a fost aproximativ în același interval ca acesta. din B.1.351 (Fig. 1e și Informații suplimentare, Fig. S2 și Tabelul S1).
În cele din urmă, toate variantele testate au prezentat o evaziune redusă și comparabilă a anticorpilor induși de vaccinarea heterologă ChAdOx1 nCoV-19/BNT162b2, în conformitate cu constatările publicate pentru varianta Delta (B.1.617.2) [7].
În rezumat, A.30 prezintă o preferință de linie celulară neobservată pentru alte variante virale și eludează eficient neutralizarea de către anticorpii provocați de vaccinarea ChAdOx1 nCoV-19 sau BNT162b2. Intrarea SARS-CoV-2 în liniile celulare depinde de activarea proteinei S de către proteazele celulare catepsina L sau TMPRSS2 [8], iar activarea de către acesta din urmă se crede că sprijină răspândirea virală în plămân. Prin urmare, este de remarcat faptul că a fost observată o intrare A.30 îmbunătățită pentru liniile celulare cu catepsină L (celule Vero, 293 T, Huh-7, A549), dar nu și intrarea dependentă de TMPRSS2 (Calu-3, Caco-2) [8] ].
Astfel, s-ar putea specula că A.30 ar putea folosi catepsina L cu o eficiență crescută și o rezistență ușoară (dar nu semnificativă statistic) a lui A.30 împotriva inhibitorului de catepsină L MDL 28170 susține această posibilitate (Informații suplimentare, Fig. S1c). În special, intrarea robustă în liniile celulare a fost combinată cu rezistență ridicată împotriva anticorpilor induși la vaccinarea ChAdOx1 nCoV-19 sau BNT162b2. Rezistența la neutralizare a depășit-o pe cea a variantei Beta (B.1.351), care este puternic rezistentă la neutralizare în cultura celulară și, în comparație cu varianta Alpha (B.1.1.7), este mai puțin bine inhibată de vaccinul ChAdOx1 nCoV-19. 9].
Cu toate acestea, vaccinarea heterologă ChAdOx1 nCoV-19/BNT162b2, despre care s-a demonstrat anterior că crește răspunsurile anticorpilor neutralizanți împotriva COV, în comparație cu vaccinările omoloage corespunzătoare [7, 10], ar putea oferi o protecție robustă împotriva variantei A.30. În mod colectiv, rezultatele noastre sugerează că varianta SARS-CoV-2 A.30 poate sustrage controlul prin anticorpi induși de vaccin și ar putea arăta o capacitate crescută de a pătrunde în celule într-un mod dependent de catepsină L, ceea ce ar putea ajuta în special la răspândirea extrapulmonară. În consecință, potențiala răspândire a variantei A.30 justifică o monitorizare atentă și o instalare rapidă a contramăsurilor.
Referințe
1.
Harvey WT, Carabelli AM, Jackson B, Gupta RK, Thomson EC, Harrison EM, et al. SARS-CoV-2 variants, spike mutations and immune escape. Nat Rev Microbiol. 2021;19:409–24.
2.
COV-Lineages.org. Lineage A.30, https://cov-lineages.org/lineage.html?lineage=A.30 (2021).
3.
Hoffmann M, Arora P, Groß R, Seidel A, Hörnich BF, Hahn AS, et al. SARS-CoV-2 variants B.1.351 and P.1 escape from neutralizing antibodies. Cell. 2021;184:2384–93.
4.
Wibmer CK, Ayres F, Hermanus T, Madzivhandila M, Kgagudi P, Oosthuysen B, et al. SARS-CoV-2 501Y.V2 escapes neutralization by South African COVID-19 donor plasma. Nat Med. 2021;27:622–5.
5.
McCallum M, De Marco A, Lempp FA, Tortorici MA, Pinto D, Walls AC, et al. N-terminal domain antigenic mapping reveals a site of vulnerability for SARS-CoV-2. Cell. 2021;184:2332–47.
6.
Schmidt F, Weisblum Y, Muecksch F, Hoffmann HH, Michailidis E, Lorenzi JCC, et al. Measuring SARS-CoV-2 neutralizing antibody activity using pseudotyped and chimeric viruses. J Exp Med. 2020;217:e20201181.
7.
Behrens GM, Cossmann A, Stankov MV, Nehlmeier I, Kempf A, Hoffmann M, et al. SARS-CoV-2 delta variant neutralisation after heterologous ChAdOx1-S/BNT162b2 vaccination. Lancet. 2021;398:1041–2.
8.
Hoffmann M, Kleine-Weber H, Schroeder S, Krüger N, Herrler T, Erichsen S, et al. SARS-CoV-2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a clinically proven protease inhibitor. Cell. 2020;181:271–80.
9.
Madhi SA, Baillie V, Cutland CL, Voysey M, Koen AL, Fairlie L, et al. Efficacy of the ChAdOx1 nCoV-19 Covid-19 Vaccine against the B.1.351 Variant. N. Engl J Med. 2021;384:1885–98.
10.
Barros-Martins J, Hammerschmidt SI, Cossmann A, Odak I, Stankov MV, Morillas Ramos G, et al. Immune responses against SARS-CoV-2 variants after heterologous and homologous ChAdOx1 nCoV-19/BNT162b2 vaccination. Nat Med. 2021;27:1525–9.
About Post Author
