Nuevas Perspectivas sobre las Vacunas y Anticuerpos de la Influenza
Investigaciones revelan que el anticuerpo potente DA03E17 podría mejorar la efectividad de la vacuna contra la gripe.
Gyunghee Jo, Seiya Yamayoshi, Krystal M. Ma, Olivia Swanson, Jonathan L. Torres, James A. Ferguson, Monica L. Fernández-Quintero, Jiachen Huang, Jeffrey Copps, Alesandra J. Rodriguez, Jon M. Steichen, Yoshihiro Kawaoka, Julianna Han, Andrew B. Ward
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Tabla de contenidos
- La Cara Siempre Cambiante de los Virus de Influenza A
- Cómo la Influenza Hace su Trabajo Sucio
- La Búsqueda de Anticuerpos Súper
- Cryo-EM: el Detective Microscópico
- El Alcance Amplio de DA03E17
- La Importancia de la Evolución de los Anticuerpos
- Anticuerpos en la Primera Línea
- Conclusión: La Lucha Contra la Influenza
- Fuente original
- Enlaces de referencia
Los virus de la Influenza, comúnmente conocidos como la gripe, son un gran problema de salud en todo el mundo. Cada año, son responsables de una cantidad impresionante de visitas al hospital y muertes. Se estima que la gripe estacional causa entre 290,000 y 650,000 muertes respiratorias al año, además de millones de casos de enfermedades graves. No es poca cosa para un virus que suele ser desestimado como un simple resfriado.
A pesar de una breve pausa durante la pandemia de COVID-19, los casos de gripe han vuelto a sus niveles normales, demostrando que estos virus escurridizos no se rinden fácilmente. Actualmente, están circulando dos tipos principales de virus de influenza A, H1N1 y H3N2, junto con virus de influenza B. Sin embargo, la línea B/Yamagata parece haber tomado unas largas vacaciones y no ha sido vista desde marzo de 2020.
La Cara Siempre Cambiante de los Virus de Influenza A
Los virus de influenza A son conocidos por sus rápidos cambios, casi como un camaleón. Esta evolución rápida da lugar a nuevas variantes que pueden confundir al sistema inmunológico y crear riesgos potenciales de pandemia. Por ejemplo, un cambio recientemente identificado en los virus H3N2 introdujo un nuevo recubrimiento de azúcar (sitio de N-glicosilación) en un lugar específico de su proteína de superficie, lo que puede ocultar al virus de los Anticuerpos que típicamente lo reconocen. Este truco ingenioso puede dificultar que nuestros sistemas inmunológicos y tratamientos funcionen eficazmente.
Para hacer las cosas aún más interesantes, una cepa altamente patógena de influenza aviar conocida como H5N1 se está propagando actualmente entre el ganado en los Estados Unidos. Esta cepa ha levantado alarmas porque ha saltado a los humanos, demostrando que algunos virus tienen una habilidad especial para aparecer en lugares inesperados.
Cómo la Influenza Hace su Trabajo Sucio
Los virus de la influenza dependen de proteínas de superficie, específicamente la neuraminidasa (NA) y la hemaglutinina (HA), para infiltrarse en las células huésped. NA funciona como un par de tijeras, cortando azúcares de la superficie de las células para ayudar a las nuevas partículas virales a escapar, mientras que HA ayuda al virus a unirse a las células huésped. Debido a su papel vital en el ciclo de vida del virus, NA se ha convertido en un objetivo común para medicamentos antivirales, como el conocido Tamiflu.
Sin embargo, las Vacunas actuales contra la gripe se centran principalmente en generar anticuerpos contra HA. Si bien esto puede reducir las enfermedades graves, a menudo no logran prevenir infecciones debido a los rápidos cambios de HA, lo que significa que las vacunas necesitan actualizarse cada año. Por otro lado, NA cambia a un ritmo más lento, lo que la convierte en un objetivo atractivo para vacunas que podrían proporcionar una protección más amplia.
La Búsqueda de Anticuerpos Súper
Para mejorar las vacunas contra la influenza, los investigadores están buscando identificar características únicas de anticuerpos de amplia protección en diferentes individuos. Este camino es crucial para diseñar vacunas efectivas que funcionen contra varias cepas de gripe. Una región altamente conservada en HA, conocida como el tallo de HA, a menudo atrae a este tipo de anticuerpos.
En un descubrimiento notable, los investigadores identificaron el anticuerpo monoclonal humano DA03E17. Este superhéroe de los anticuerpos fue aislado de una persona infectada con H1N1 durante la temporada de gripe 2015-2016. DA03E17 mostró una versatilidad increíble, uniendo a NAs de múltiples cepas de influenza A y B, neutralizándolas en pruebas de laboratorio e incluso proporcionando protección en modelos de animales vivos. Sin embargo, el sitio exacto de objetivo de DA03E17 seguía siendo un misterio esperando ser resuelto.
Cryo-EM: el Detective Microscópico
Para descubrir los secretos de DA03E17, los científicos utilizaron una técnica llamada microscopía crioelectrónica (cryo-EM). Este método de imagen avanzada les permitió visualizar cómo DA03E17 se une a NA de diferentes virus. Los hallazgos revelaron que DA03E17 puede engancharse a variantes incluso cuando tienen mutaciones que típicamente resisten tratamientos como Tamiflu. Esta impresionante habilidad convierte a DA03E17 en un candidato potencial para futuras terapias contra los virus de la gripe.
El análisis estructural mostró que DA03E17 se une intrincadamente a NA, bloqueando su sitio activo. Este bloqueo es similar a cómo el ácido siálico, un azúcar natural que se encuentra en las superficies celulares, se une a NA, imitando la interacción natural. Resulta que DA03E17 puede engañar al virus haciéndole creer que está lidiando con un azúcar en lugar de un anticuerpo robusto.
El Alcance Amplio de DA03E17
DA03E17 no solo es efectivo contra cepas típicas de gripe; también ha mostrado una fuerte afinidad por la NA de la cepa H5N1 que actualmente circula entre el ganado. Dada su versatilidad, DA03E17 podría ser parte de una nueva estrategia defensiva si H5N1 llegara a propagarse más ampliamente entre los humanos.
La evolución continua de las cepas H3N2 y el desafío de hacer vacunas que coincidan con los virus circulantes subrayan la necesidad de anticuerpos que puedan mantener el ritmo con estos cambios. Las evidencias sugieren que la habilidad de DA03E17 para unirse a H3N2 deriva de su único mecanismo para acomodar los cambios en la estructura del virus sin perder su agarre.
La Importancia de la Evolución de los Anticuerpos
Al observar cómo funcionan estos anticuerpos, los científicos han encontrado que los CDR H3 largos con motivos específicos, como el motivo DR encontrado en DA03E17, son cruciales para dirigirse eficazmente al sitio activo de NA. Buscaron en un enorme conjunto de datos de secuencias de anticuerpos humanos y encontraron que muchos tienen el potencial de desarrollarse en anticuerpos de amplia protección contra la influenza. Esto es una noticia esperanzadora para los futuros diseños de vacunas.
Si bien existen miles de anticuerpos humanos que apuntan a HA, el número que apunta a NA sigue siendo significativamente más bajo. Esta discrepancia revela una brecha en nuestra comprensión de cómo la respuesta inmunológica puede abordar efectivamente la porción NA del virus. Al centrarse en estos anticuerpos específicos de NA, los investigadores esperan allanar el camino para mejores estrategias contra la influenza.
Anticuerpos en la Primera Línea
En resumen, el descubrimiento de DA03E17 y sus características estructurales presenta una nueva frontera en la búsqueda de vacunas efectivas contra la influenza. Este anticuerpo destaca por su capacidad para unirse a varias cepas de influenza, demostrando potencial para una protección amplia y aplicaciones terapéuticas.
Los hallazgos destacan la importancia de aprender a generar anticuerpos que puedan imitar interacciones naturales con el virus. Los investigadores son optimistas de que comprender estos mecanismos podría llevar a vacunas innovadoras capaces de proporcionar inmunidad contra diversas cepas de influenza, haciendo del mundo un lugar más seguro frente a brotes estacionales.
Conclusión: La Lucha Contra la Influenza
Los virus de la influenza siguen siendo un oponente formidable en el ámbito de la salud global. Sin embargo, con la investigación en avance y los descubrimientos en el campo de los anticuerpos, hay esperanza en el horizonte. Al desbloquear los secretos de anticuerpos como DA03E17, los científicos están dando pasos hacia la creación de vacunas universales que podrían ayudar a proteger a las poblaciones de la amenaza siempre cambiante de la influenza. Después de todo, en la batalla contra los virus, el conocimiento es poder, y cada anticuerpo cuenta.
Con humor, innovación y dedicación, nos acercamos a entender cómo podemos vencer a estos astutos virus y seguir manteniendo saludable a la sociedad. Después de todo, si un virus piensa que puede seguir cambiando y evadiendo nuestras defensas, ¡tal vez necesite pensarlo de nuevo!
Título: Structural basis of broad protection against influenza virus by a human antibody targeting the neuraminidase active site via a recurring motif in CDR H3
Resumen: Influenza viruses evolve rapidly, driving seasonal epidemics and posing global pandemic threats. While neuraminidase (NA) has emerged as a vaccine target, shared molecular features of NA antibody responses are still not well understood. Here, we describe cryo-electron microscopy structures of the broadly protective human antibody DA03E17, which was previously identified from an H1N1-infected donor, in complex with NA from A/H1N1, A/H3N2, and B/Victoria-lineage viruses. DA03E17 targets the highly conserved NA active site using its long CDR H3, which features a DR (Asp-Arg) motif that engages catalytic residues and mimics sialic acid interactions. We further demonstrate that this motif is conserved among several NA active site-targeting antibodies, indicating a common receptor mimicry strategy. We also identified potential antibody precursors containing this DR motif in all donors of a healthy human donor BCR database, highlighting the prevalence of this motif and its potential as vaccine targeting. Our findings reveal shared molecular features in NA active site-targeting antibodies, offering insights for NA-based universal influenza vaccine design.
Autores: Gyunghee Jo, Seiya Yamayoshi, Krystal M. Ma, Olivia Swanson, Jonathan L. Torres, James A. Ferguson, Monica L. Fernández-Quintero, Jiachen Huang, Jeffrey Copps, Alesandra J. Rodriguez, Jon M. Steichen, Yoshihiro Kawaoka, Julianna Han, Andrew B. Ward
Última actualización: 2024-12-01 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.26.625467
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.26.625467.full.pdf
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