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Jun 23, 2023

Flexibilidade conformacional na neutralização da SARS

Biologia das Comunicações volume 5, Número do artigo: 789 (2022) Citar este artigo 23k Acessos 2 citações 775 Detalhes das métricas altmétricas À medida que novas variantes do SARS-CoV-2 continuam a surgir, é importante

Biologia das Comunicações, volume 5, número do artigo: 789 (2022) Citar este artigo

23 mil acessos

2 citações

775 Altmétrico

Detalhes das métricas

À medida que novas variantes do SARS-CoV-2 continuam a surgir, é importante avaliar as capacidades de neutralização cruzada dos anticorpos naturalmente desencadeados durante a infecção por SARS-CoV-2 de tipo selvagem. No presente estudo, avaliamos a atividade de nove anticorpos monoclonais (mAbs) anti-SARS-CoV-2, previamente isolados de doadores convalescentes infectados com a cepa Wuhan-Hu-1, contra as variantes preocupantes do SARS-CoV-2 ( VOC) Alfa, Beta, Gama, Delta e Omicron. Ao testar uma série de proteínas mutadas do domínio de ligação ao receptor de pico (RBD), proteínas de pico expressas em células de COVs e neutralização de COVs SARS-CoV-2 como pseudovírus ou como vírus autênticos em cultura, mostramos que mAbs direcionados contra o O sítio de ligação ACE2 (ACE2bs) é mais sensível à evolução viral em comparação com mAbs anti-RBD não ACE2bs, dois dos quais mantêm a sua potência contra todos os COV testados. Na segunda parte do nosso estudo, revelamos os mecanismos de neutralização em alta resolução molecular de dois mAbs neutralizantes anti-SARS-CoV-2 por caracterização estrutural. Resolvemos as estruturas do mAb TAU-2303 de ACE2bs neutralizante Delta com o trímero de pico SARS-CoV-2 e RBD em resoluções de 4,5 Å e 2,42 Å, respectivamente, revelando um modo de ligação semelhante àquele entre o RBD e ACE2. Além disso, fornecemos cinco estruturas adicionais (em resoluções de 4,7 Å, 7,3 Å, 6,4 Å, 3,3 Å e 6,1 Å) de um segundo anticorpo, TAU-2212, complexado com o trímero de espícula SARS-CoV-2. TAU-2212 liga um epítopo exclusivamente quaternário e exibe um modo de neutralização único e flexível que envolve a transição entre cinco conformações diferentes, com ambos os braços do anticorpo recrutados para reticulação de subunidades RBD intra e inter-espigões. Nosso estudo fornece compreensão mecanicista adicional sobre como os anticorpos neutralizam o SARS-CoV-2 e suas variantes emergentes e fornece insights sobre a probabilidade de reinfecções.

Dois anos após o surgimento do SARS Coronavírus 2 (SARS-CoV-2) na província de Wuhan, a cepa original do vírus foi completamente substituída por variantes mais transmissíveis, com o Omicron emergindo como a última variante preocupante (VOC). Tendo em conta as taxas inesperadamente rápidas de evolução viral, é importante estimar o grau em que os anticorpos neutralizantes produzidos naturalmente após a infecção com a estirpe original de tipo selvagem (Wuhan-Hu-1) apresentam reactividade cruzada com os anticorpos circulantes, presentes e futuros. COV. Isto é particularmente relevante considerando relatórios recentes de que a vacinação proporciona consideravelmente menos proteção contra variantes do SARS-CoV-2 do que contra a estirpe original1,2,3.

A resposta de anticorpos SARS-CoV-2 foi perfilada em nível sequencial, estrutural e mecanístico por meio da clonagem e caracterização de anticorpos monoclonais (mAbs) de doadores convalescentes infectados por Wuhan-Hu-14,5,6,7,8,9. Contudo, com o surgimento de variantes, muitos destes mAbs, alguns dos quais foram aprovados para tratamento de pacientes com COVID-1910,11,12, tornaram-se ineficazes13,14,15, enquanto outros mantêm atividade16. Isto indica que alguns anticorpos induzidos pela infecção são mais sensíveis à variação do que outros, e que a amplitude da especificidade do anticorpo, e não apenas a potência, deve ser considerada. Uma investigação mais precisa da base mecanística e funcional da neutralização dos anticorpos SARS-CoV-2 é, portanto, necessária para prever o efeito que as modificações virais terão na atividade dos anticorpos e para estimar o grau de proteção contra a reinfecção por SARS-CoV-2 e a infecção disruptiva. . Além disso, estudar o reconhecimento molecular de anticorpos neutralizantes provocados naturalmente no contexto de vírus heterólogos pode revelar locais com menor tendência à variação.

Identificamos anteriormente um painel de anticorpos neutralizantes contra SARS-CoV-2 derivados de dois sobreviventes de COVID-19 que foram infectados em Israel em março de 2020, provavelmente com a cepa Wuhan-Hu-19. Sete desses mAbs (TAU-1109, -1145, -2189, -2212, -2230, -2303 e -2310) exibiram potente atividade neutralizante de SARS-CoV-2, enquanto a atividade de outros dois (TAU-1115 e TAU -2220) era menos potente. Todos os mAbs, exceto um, ligam-se ao domínio de ligação ao receptor solúvel (RBD) e aumentam com alta afinidade. A exceção, TAU-2212, que é um dos mAbs neutralizantes mais potentes, liga-se a uma superfície conformacional desconhecida, e a ligação só pode ser detectada quando a proteína spike é expressa em partículas ou células virais. Embora exibam atividade neutralizante contra a cepa Wuhan-Hu-1, a reatividade cruzada desses mAbs com COVs SARS-CoV-2 é desconhecida.