Alta barreira genética à SARS

Nature volume 600, páginas 512–516 (2021)Cite este artigo

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O número e a variabilidade dos epítopos neutralizantes alvo de anticorpos policlonais em indivíduos convalescentes e vacinados contra SARS-CoV-2 são determinantes-chave da amplitude de neutralização e da barreira genética à fuga viral1,2,3,4. Utilizando pseudotipos de HIV-1 e experimentos de seleção de plasma com quimeras5 do vírus da estomatite vesicular/SARS-CoV-2, mostramos aqui que múltiplos epítopos neutralizantes, dentro e fora do domínio de ligação ao receptor, são variavelmente alvo de anticorpos policlonais humanos. Os alvos de anticorpos coincidem com sequências de picos que são enriquecidas para diversidade em populações naturais de SARS-CoV-2. Ao combinar substituições de espículas selecionadas por plasma, geramos pseudotipos de proteínas de espículas 'polimutantes' sintéticas que resistiram à neutralização de anticorpos policlonais em um grau semelhante às variantes circulantes preocupantes. Ao agregar variantes de substituições de pico associadas a preocupações e selecionadas por anticorpos em uma única proteína de pico polimutante, mostramos que 20 mutações que ocorrem naturalmente na proteína de pico do SARS-CoV-2 são suficientes para gerar pseudotipos com resistência quase completa à neutralização policlonal. anticorpos gerados por indivíduos convalescentes ou receptores que receberam uma vacina de mRNA. No entanto, o plasma de indivíduos que foram infectados e subsequentemente receberam a vacinação com mRNA neutralizou os pseudotipos portadores deste pico polimutante do SARS-CoV-2 altamente resistente, ou diversas proteínas do pico do sarbecovírus. Assim, os anticorpos policlonais humanos contra o SARS-CoV-2, obtidos de forma ideal, devem ser resilientes a variações futuras substanciais do SARS-CoV-2 e podem conferir proteção contra potenciais futuras pandemias de sarbecovírus.

Os anticorpos neutralizantes provocados por infecção prévia ou por vacinação representam provavelmente um componente chave da imunidade protetora contra o SARS-CoV-2. Acredita-se que os anticorpos direcionados ao domínio de ligação ao receptor (RBD) da proteína spike dominam a atividade neutralizante do plasma convalescente ou do receptor da vacina6 e incluem os anticorpos neutralizantes mais potentes clonados de indivíduos convalescentes7,8,9,10,11. No entanto, alvos adicionais de anticorpos neutralizantes do SARS-CoV-2 incluem o domínio N-terminal (NTD) e a maquinaria de fusão4,8,10,12,13, e todo o espectro de epítopos visados ​​por anticorpos neutralizantes no plasma convalescente ou receptor de vacina tem não foi definido. Variantes preocupantes (VOCs) ou variantes de interesse (VOIs) do SARS-CoV-2 codificam substituições de picos de aminoácidos14,15,16,17, algumas das quais conferem resistência a anticorpos monoclonais humanos individuais, mas têm efeitos variáveis, tipicamente modestos, na neutralização por anticorpos plasmáticos policlonais1,6,9,17,18,19,20. Os locais mutados em VOCs incluem aqueles no RBD, NTD e em outros lugares, mas os números e locais de substituições de picos necessários para que o SARS-CoV-2 evite os anticorpos neutralizantes policlonais encontrados em receptores de uma vacina ou que estão convalescentes são desconhecidos e são cruciais Determinantes da imunidade populacional.

Explorando o fato de que o SARS-CoV é pouco neutralizado pelo plasma convalescente do SARS-CoV-2, comparamos a sensibilidade dos pseudotipos de HIV-1 contendo proteínas spike parentais e quiméricas nas quais as sequências RBD foram trocadas (SARS-CoV-2(1-RBD ) e SARS-CoV (2-RBD); Fig. 1a, Dados Estendidos Fig. 1) até a neutralização por plasma de 26 indivíduos de uma coorte convalescente de COVID-19 da Universidade Rockefeller descrita anteriormente21. As amostras de plasma foram obtidas em média 1,3 meses após a infecção e foram selecionadas para altos títulos de neutralização de SARS-CoV-2 (painel de plasma RU27). Comparado com o pseudotipo SARS-CoV-2, o pseudotipo SARS-CoV-2(1-RBD) foi menos sensível à neutralização em 21 dos 26 plasmas (diferença mediana = 1,8 vezes, intervalo 0,5–9,8 vezes, P = 0,0005 (teste bicaudal de Wilcoxon); Figura 1b). Por outro lado, o pseudotipo SARS-CoV (2-RBD) foi mais sensível do que o pseudotipo SARS-CoV para todos os plasmas (diferença mediana = 8 vezes, intervalo de 1,2 a 75,5 vezes, P <0,0001 (teste bicaudal de Wilcoxon); Figura 1c). No entanto, a potência neutralizante de alguns plasmas dificilmente foi afetada quando o RBD SARS-CoV-2 foi substituído pelo RBD SARS-CoV, embora alguns desses plasmas fossem minimamente ativos contra SARS-CoV (por exemplo, RU9, RU10, RU11 e RU15; Figura 1b, c). De fato, os plasmas que neutralizaram mal o SARS-CoV neutralizaram potencialmente os pseudotipos de picos quiméricos com RBD ou outros domínios de pico do SARS-CoV-2 (Fig. 1b, c). Para o painel de plasma como um todo, a potência neutralizante do pseudotipo contra SARS-CoV-2 não se correlacionou com a potência contra SARS-CoV ou SARS-CoV-2(1-RBD), mas se correlacionou com a potência contra SARS-CoV(2- RBD) (dados estendidos Fig. 2a – c). Embora a conformação alterada do RBD nas proteínas spike quiméricas possa afetar a neutralização, estes dados indicam que, embora o RBD constitua um alvo neutralizante principal, a atividade neutralizante plasmática substancial também é dirigida contra epítopos não-RBD.