Los científicos descubren el elemento clave de la fuerte respuesta de anticuerpos al COVID-19
Una micrografía electrónica de barrido a color del virus SARS-CoV-2. Crédito: NIAID
Un equipo dirigido por científicos de Scripps Research ha descubierto una característica molecular común que se encuentra en muchos de los anticuerpos humanos que neutralizan el SARS-CoV-2, el coronavirus que causa la COVID-19.
Los científicos, cuyo estudio aparece el 13 de julio en Science, revisaron los datos de casi 300 anticuerpos anti-SARS-CoV-2 que sus laboratorios y otros han encontrado en pacientes convalecientes de COVID-19 durante los últimos meses. Señalaron que un subconjunto de estos anticuerpos es particularmente poderoso para neutralizar el virus y todos estos potentes anticuerpos están codificados, en parte, por el mismo gen del anticuerpo, IGHV3-53.
Los científicos utilizaron una poderosa herramienta conocida como Cristalografía de rayos X para obtener imágenes de dos de estos anticuerpos unidos a su sitio objetivo en el SARS-CoV-2. Los detalles de la estructura atómica resultante de esta interacción deberían ser útiles para los diseñadores de vacunas, así como para los científicos que esperan desarrollar medicamentos antivirales dirigidos al mismo sitio en el SARS-CoV-2.
Investigaciones anteriores sugieren que los anticuerpos codifican por IGHV3-53 están generalmente presentes, al menos en pequeñas cantidades, en la sangre de personas sanas. Por lo tanto, los resultados ofrecen la esperanza de que el uso de una vacuna para aumentar los niveles de estos anticuerpos omnipresentes protegerá adecuadamente contra el virus.
«Este tipo de anticuerpo se ha aislado con frecuencia en estudios de pacientes con COVID-19, y ahora podemos comprender la base estructural de su interacción con el SARS-CoV-2», dice el autor principal del estudio, Ian Wilson, DPhil, profesor de biología estructural de Hansen y presidente del Departamento de Biología Computacional y Estructural Integrativa de Scripps Research.
«Este estudio proporciona una inspiración importante para el diseño eficaz de la vacuna COVID-19», dice el coautor Dennis Burton, Ph.D., profesor y copresidente del Departamento de Inmunología y Microbiología de Scripps Research.
La investigación fue una colaboración que involucró principalmente a los laboratorios de Wilson y Burton, y el Centro de Anticuerpos Neutralizantes basado en Scripps Research de IAVI, una destacada organización de investigación de vacunas sin fines de lucro.
SARS-CoV- 2 hasta ahora ha infectado a más de 12 millones personas en todo el mundo y mató a más de 500.000, además de causar trastornos y daños socioeconómicos generalizados. Desarrollar una vacuna eficaz para detener la pandemia es actualmente la principal prioridad de salud pública mundial.
Aunque varias vacunas potenciales ya están en ensayos clínicos, los científicos aún no tienen una comprensión completa de las características moleculares que definirían una respuesta protectora de anticuerpos. En el nuevo estudio, los científicos dieron un gran paso hacia ese objetivo.
El equipo comenzó analizando 294 anticuerpos neutralizantes del SARS-CoV-2 diferentes aislados de la sangre de pacientes con COVID-19 durante los últimos meses. . Los anticuerpos son proteínas en forma de Y producidas en células inmunitarias llamadas células B. Cada célula B produce un tipo de anticuerpo específico, o clon, que está codificado por una combinación única de genes de anticuerpos en la célula. Los científicos encontraron que un gen de anticuerpo llamado IGHV3-53 era el más común de los genes para los 294 anticuerpos, codificando alrededor del 10 por ciento de ellos.
Los científicos también notaron que los anticuerpos codificados por IGHV3-53 en su estudio contiene una variante inusualmente corta del bucle CDR H3, normalmente un elemento clave de unión al objetivo. Sin embargo, estos anticuerpos son muy potentes contra el SARS-CoV-2 en comparación con otros anticuerpos no codificados por IGHV3-53.
Una respuesta poderosa desde el principio
Los anticuerpos IGHV3-53 tenía otra propiedad que sugería que aumentar su número sería un objetivo bueno y alcanzable para una vacuna contra el SARS-CoV-2: parecían haber mutado solo mínimamente de las versiones originales que estarían circulando, inicialmente en pequeñas cantidades, en la sangre de personas sanas.
Normalmente, cuando se activan por un encuentro con un virus al que encajan, las células B comenzarán a proliferar y también a mutar partes de sus genes de anticuerpos, para generar nuevas células B cuyos anticuerpos adaptarse al objetivo viral aún mejor. Cuantas más mutaciones se necesiten para que este proceso de «maduración por afinidad» genere anticuerpos que neutralicen el virus, más difícil será inducir este mismo proceso con una vacuna.
Afortunadamente, los anticuerpos IGHV3-53 encontrados en el estudio parecía haber experimentado poca o ninguna maduración de afinidad y, sin embargo, ya eran muy potentes para neutralizar el virus, lo que sugiere que una vacuna puede inducir una respuesta protectora de estos potentes neutralizadores con relativa facilidad.
«Los coronavirus han existido durante cientos o miles de años, y uno puede imaginar que nuestro sistema inmunológico ha evolucionado de tal manera que llevamos anticuerpos como estos que pueden generar una respuesta poderosa de inmediato, por así decirlo», dice Wilson.
Mapa para los fabricantes de vacunas, indicador para ensayos clínicos
El equipo de Wilson utilizó cristalografía de rayos X de alta resolución para obtener imágenes de dos anticuerpos IGHV3-53 diferentes unidos a su objetivo en el SARS-CoV-2. Este objetivo, conocido como el sitio de unión del receptor, es una estructura crucial en la proteína «espiga» viral que normalmente se conecta a un receptor en las células humanas para comenzar el proceso de infección celular. Muchos de los anticuerpos que neutralizan el SARS-CoV-2 parecen hacerlo al bloquear esta conexión virus-receptor.
«Pudimos revelar características estructurales únicas de estos anticuerpos codificados por IGHV3-53 que facilitan su alta afinidad de unión y su especificidad por el sitio de unión del receptor SARS-CoV-2», dice el coautor principal Meng Yuan, Ph.D., investigador asociado postdoctoral en el laboratorio de Wilson.
El análisis atómico detallado Los datos estructurales a escala deberían ser de interés para los diseñadores de vacunas y los desarrolladores de fármacos. Además, dicen los investigadores, la identificación de anticuerpos codificados por IGHV3-53 como elementos clave de la respuesta inmune al COVID-19 sugiere que los niveles de estos anticuerpos podrían ser útiles como marcador indirecto de éxito en ensayos de vacunas en curso y futuros.
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Anticuerpos neutralizantes en la batalla contra el COVID-19 Más información: Meng Yuan et al. Base estructural de una respuesta de anticuerpos compartida al SARS-CoV-2. Science 13 de julio de 2020. DOI: 10.1126/science.abd2321 Información de la revista: Science
Proporcionado por The Scripps Research Institute Cita: Los científicos descubren el elemento clave de una fuerte respuesta de anticuerpos to COVID-19 (2020, 13 de julio) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-scientists-key-element-strong-antibody.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.