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# Biología# Microbiología

Rastreando la evolución de las variantes de COVID-19

Nuevas variantes presentan desafíos constantes para la inmunidad y la efectividad de las vacunas.

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Variedades y PerspectivasVariedades y Perspectivasde Inmunidadla protección inmune existentes.Nuevas variantes desafían las vacunas y
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A medida que la pandemia de COVID-19 sigue, es crucial seguir cómo está cambiando el virus SARS-CoV-2, especialmente su proteína de espiga. Esta proteína es clave porque ayuda al virus a entrar en las células humanas y también es un objetivo para las Vacunas y anticuerpos. A finales del verano de 2023, apareció una nueva variante llamada BA.2.86, que tenía más de 30 cambios en su proteína de espiga en comparación con la variante dominante anterior XBB.1.51. Afortunadamente, incluso con estos cambios, BA.2.86 no parecía esquivar las defensas inmunitarias desarrolladas de infecciones previas o vacunaciones.

Sin embargo, nuevas Variantes derivadas de BA.2.86 han generado preocupaciones. Una de ellas, conocida como JN.1, surgió a finales de 2023 y solo tiene un cambio notable en la proteína de espiga, llamado L455S. Este único cambio permitió que JN.1 se propagara rápidamente por el mundo desde finales de 2023 hasta mayo de 2024. Aunque JN.1 tiene una menor capacidad para unirse a una proteína humana clave (ACE2), se ha vuelto mejor para evitar la respuesta inmune y propagarse entre las personas.

Después de JN.1, se identificaron varias otras variantes con cambios en posiciones importantes de la proteína de espiga. Estas incluyen las variantes FLip con cambios L455F y F456L, y más recientemente las variantes SLip y FLiRT. La última variante, KP.2, tiene cambios adicionales pero comparte orígenes con JN.1. Actualmente, la presencia de JN.1 está disminuyendo a medida que KP.2 y otras variantes derivadas toman el control.

Entendiendo las Relaciones entre Variantes

La investigación se ha centrado en cuán bien estas nuevas variantes son neutralizadas por los anticuerpos generados a partir de vacunaciones e infecciones previas. Por ejemplo, los investigadores observaron cómo sueros de diferentes grupos de personas podían neutralizar estas variantes, particularmente SLip, FLiRT y KP.2. Estos grupos incluían individuos vacunados con varias vacunas de ARNm y aquellos que se recuperaron de COVID-19 durante la ola de BA.2.86/JN.1.

En pruebas que comparaban la infectividad de estas variantes en células de laboratorio, JN.1 y sus variantes derivadas mostraron una capacidad disminuida para entrar en células pulmonares humanas en comparación con variantes anteriores. Esta reducida infectividad en ciertos tipos de células sugiere que, incluso a medida que variantes como JN.1 evolucionaron, podrían estar perdiendo parte de su capacidad para infectar de manera eficiente.

Examinando la Neutralización con Vacunación

En otra parte del estudio, los investigadores midieron cuán bien podían escapar las variantes de la neutralización por anticuerpos en individuos vacunados. Aquellos que habían recibido vacunas contra COVID-19 mostraron grados variados de protección contra diferentes variantes. Por ejemplo, la variante JN.1 podía ser neutralizada, pero no tan bien como variantes anteriores como D614G, lo que generó preocupaciones sobre su potencial para evadir la inmunidad inducida por la vacuna.

Los hallazgos revelaron que las variantes más nuevas SLip, FLiRT y KP.2 eran aún más difíciles de contrarrestar para los sistemas inmunitarios de personas vacunadas. Las tasas de neutralización fueron significativamente más bajas para estas variantes en comparación con lo que se observó con D614G. Notablemente, FLiRT y KP.2 mostraron la mayor caída en los niveles de neutralización en comparación con JN.1.

Los investigadores también examinaron cuán bien los sueros de hámsters vacunados con la variante XBB.1.5 podían neutralizar variantes derivadas de JN.1. Los resultados indicaron que, aunque la respuesta inmune era fuerte, variaba según cada variante. Esto dio una visión sobre la efectividad de la vacuna XBB.1.5 contra estas cepas más nuevas.

Resistencia Contra la Inmunidad Natural

Los investigadores también querían ver cómo estas variantes podrían resistir anticuerpos formados por infección natural. Estudiaron sueros de individuos que dieron positivo durante la ola de BA.2.86 y JN.1. Los resultados ilustraron que, aunque JN.1 podía ser neutralizada por estos anticuerpos, variantes como SLip, FLiRT y KP.2 eran más resistentes.

Un aspecto significativo del estudio se centró en un tipo específico de anticuerpo, conocido como mAb S309 de clase III. Este anticuerpo no fue efectivo contra SLip y FLiRT, mostrando cómo estas variantes han evolucionado para resistir algunas formas de ataques inmunitarios.

Impactos en el Comportamiento de la Espiga

Una parte importante de la investigación incluyó observar cómo se comportaban las proteínas de espiga de diferentes variantes en términos de fusión celular, expresión en superficie y procesamiento. Estas características son vitales para la capacidad del virus para infectar. Se encontró que las nuevas variantes tenían habilidades reducidas en estas áreas en comparación con variantes anteriores como D614G.

El estudio dejó claro que, aunque variantes como SLip y FLiRT pueden ayudar al virus a evadir la neutralización por anticuerpos, podrían perder algo de su capacidad para infectar células de manera efectiva. Esto resalta una relación compleja donde algunas mutaciones que permiten escapar del sistema inmune podrían obstaculizar otras funciones críticas para la infectividad general del virus.

Perspectivas de Modelos Estructurales

Para entender mejor cómo ciertas mutaciones impactan la proteína de espiga, los investigadores utilizaron modelos estructurales. Este modelado sugirió que algunas mutaciones podrían mejorar la unión a la proteína ACE2, mientras que otras podrían reducir esta capacidad.

Los hallazgos indicaron que, si bien ciertas mutaciones podrían mejorar la evasión inmune al cambiar la estructura de la espiga, también podrían ser perjudiciales para la capacidad del virus de unirse a las células. En general, los compromisos entre evadir el sistema inmune y mantener la capacidad de infección en células humanas son cruciales para entender cómo está cambiando el SARS-CoV-2.

Conclusión: Manteniendo el Rastro

Aunque se ha declarado que la pandemia de COVID-19 ha terminado, el SARS-CoV-2 sigue cambiando y adaptándose. El estudio subraya la importancia de la vigilancia continua de las variantes emergentes, especialmente a medida que más personas han sido vacunadas o infectadas, llevando a una variedad de respuestas inmunitarias.

Los datos sugieren que las variantes más nuevas han cambiado propiedades que afectan tanto la evasión inmune como su biología. Las futuras vacunas deberían considerar estas variantes para mejorar la protección. La evolución continua de estas variantes ilustra la necesidad de un seguimiento vigilante y un enfoque estratégico hacia los esfuerzos de vacunación a medida que el panorama de la pandemia sigue cambiando.

Limitaciones del Estudio

Hay algunas limitaciones en este estudio que vale la pena señalar. Los experimentos utilizaron un virus modelo en lugar de cepas infecciosas reales de SARS-CoV-2, lo que significa que los hallazgos pueden no reflejar perfectamente escenarios del mundo real. Además, el número de muestras estudiadas, particularmente entre individuos que se recuperaron de la ola de BA.2.86/JN.1, fue relativamente pequeño. El modelado de homología, si bien es útil, puede no capturar todos los detalles estructurales. A pesar de estas limitaciones, los resultados proporcionan ideas vitales sobre el comportamiento del SARS-CoV-2 y ayudarán en futuras estrategias de vacunación.

Fuente original

Título: Characteristics of JN.1-derived SARS-CoV-2 subvariants SLip, FLiRT, and KP.2 in neutralization escape, infectivity and membrane fusion

Resumen: SARS-CoV-2 variants derived from the immune evasive JN.1 are on the rise worldwide. Here, we investigated JN.1-derived subvariants SLip, FLiRT, and KP.2 for their ability to be neutralized by antibodies in bivalent-vaccinated human sera, XBB.1.5 monovalent-vaccinated hamster sera, sera from people infected during the BA.2.86/JN.1 wave, and class III monoclonal antibody (Mab) S309. We found that compared to parental JN.1, SLip and KP.2, and especially FLiRT, exhibit increased resistance to COVID-19 bivalent-vaccinated human sera and BA.2.86/JN.1-wave convalescent sera. Interestingly, antibodies in XBB.1.5 monovalent vaccinated hamster sera robustly neutralized FLiRT and KP.2 but had reduced efficiency for SLip. These JN.1 subvariants were resistant to neutralization by Mab S309. In addition, we investigated aspects of spike protein biology including infectivity, cell-cell fusion and processing, and found that these subvariants, especially SLip, had a decreased infectivity and membrane fusion relative to JN.1, correlating with decreased spike processing. Homology modeling revealed that L455S and F456L mutations in SLip reduced local hydrophobicity in the spike and hence its binding to ACE2. In contrast, the additional R346T mutation in FLiRT and KP.2 strengthened conformational support of the receptor-binding motif, thus counteracting the effects of L455S and F456L. These three mutations, alongside D339H, which is present in all JN.1 sublineages, alter the epitopes targeted by therapeutic Mabs, including class I and class III S309, explaining their reduced sensitivity to neutralization by sera and S309. Together, our findings provide insight into neutralization resistance of newly emerged JN.1 subvariants and suggest that future vaccine formulations should consider JN.1 spike as immunogen, although the current XBB.1.5 monovalent vaccine could still offer adequate protection.

Autores: Shan-Lu Liu, P. Li, J. N. Faraone, C. C. Hsu, M. Chamblee, Y.-M. Zheng, C. Carlin, J. S. Bednash, J. C. Horowitz, R. K. Mallampalli, L. J. Saif, E. M. Oltz, D. Jones, J. Li, R. J. Gumina, K. Xu

Última actualización: 2024-05-21 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.20.595020

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.20.595020.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

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