Nuove scoperte sui vaccini contro l'influenza e gli anticorpi
La ricerca rivela che l'anticorpo potente DA03E17 potrebbe migliorare l'efficacia del vaccino antinfluenzale.
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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Indice
- La Faccia Sempre Cambiante dei Virus Influenzali A
- Come l'Influenza Fa il Suo Lavoro Sporco
- La Ricerca di Super Anticorpi
- Cryo-EM: Il Detective Microscopico
- L'ampia Portata di DA03E17
- L'importanza dell'evoluzione degli anticorpi
- Anticorpi in Prima Linea
- Conclusione: La Lotta Contro l'Influenza
- Fonte originale
- Link di riferimento
I virus dell'Influenza, comunemente noti come influenza, sono una preoccupazione sanitaria significativa in tutto il mondo. Ogni anno, sono responsabili di un numero impressionante di visite in ospedale e morti. Le stime suggeriscono che l'influenza stagionale provoca tra 290.000 e 650.000 morti respiratori all'anno, insieme a milioni di casi di malattia grave. Non è uno scherzo per un virus che spesso viene liquidato come solo un brutto raffreddore.
Nonostante una breve pausa durante la pandemia di COVID-19, i casi di influenza sono tornati ai loro livelli normali, dimostrando che questi virus subdoli non si arrendono facilmente. Attualmente, due tipi principali di virus influenzali A, H1N1 e H3N2, insieme a virus influenzali di tipo B, sono in circolazione. Tuttavia, la linea B/Yamagata sembra essere in ferie prolungate e non è stata avvistata dal marzo 2020.
La Faccia Sempre Cambiante dei Virus Influenzali A
I virus influenzali A sono particolarmente noti per i loro rapidi cambiamenti, quasi come un camaleonte. Questa rapida evoluzione porta a nuove varianti che possono confondere il sistema immunitario e creare potenziali rischi pandemici. Ad esempio, un recente cambiamento nei virus H3N2 ha introdotto un nuovo rivestimento zuccherino (sito di N-glicolizzazione) in un punto specifico della sua proteina di superficie, il che può nascondere il virus dagli anticorpi che di solito lo riconoscono. Questo trucco astuto può rendere più difficile per i nostri sistemi immunitari e i trattamenti funzionare in modo efficace.
Per rendere le cose ancora più interessanti, un ceppo altamente patogeno di influenza aviaria noto come H5N1 sta attualmente circolando tra il bestiame negli Stati Uniti. Questo ceppo ha suscitato allerta perché ha fatto il salto agli esseri umani, dimostrando che alcuni virus hanno un talento per apparire in modo inaspettato.
Come l'Influenza Fa il Suo Lavoro Sporco
I virus influenzali si basano su proteine di superficie, in particolare la neuraminidasi (NA) e l'emagglutinina (HA), per infiltrarsi nelle cellule ospite. La NA funziona come un paio di forbici, tagliando zuccheri dalla superficie delle cellule per aiutare le nuove particelle virali a scappare, mentre la HA aiuta il virus ad attaccarsi alle cellule ospiti. A causa del suo ruolo vitale nel ciclo vitale del virus, la NA è diventata un bersaglio comune per i farmaci antivirali, come il noto Tamiflu.
Tuttavia, i Vaccini antinfluenzali attuali si concentrano principalmente sulla generazione di anticorpi contro la HA. Anche se questi possono ridurre le malattie gravi, spesso mancano nel prevenire le infezioni a causa dei rapidi cambiamenti della HA, il che significa che i vaccini devono essere aggiornati ogni anno. D'altra parte, la NA cambia a un ritmo più lento, rendendola un bersaglio attraente per i vaccini che potrebbero offrire una protezione più ampia.
La Ricerca di Super Anticorpi
Per migliorare i vaccini contro l'influenza, i ricercatori stanno cercando di identificare caratteristiche uniche degli anticorpi ampiamente protettivi in diversi individui. Questo percorso è cruciale per progettare vaccini efficaci che funzionino contro vari ceppi di influenza. Una regione altamente conservata nella HA, nota come il gambo della HA, attrae spesso questi tipi di anticorpi.
In una scoperta notevole, i ricercatori hanno identificato l'Anticorpo monoclonale umano DA03E17. Questo supereroe degli anticorpi è stato isolato da una persona infettata con H1N1 durante la stagione influenzale 2015-2016. DA03E17 ha mostrato un'incredibile versatilità, legandosi a NA di più ceppi di influenza A e B, neutralizzandoli in test di laboratorio e persino fornendo protezione in modelli animali vivi. Tuttavia, il sito esatto di legame di DA03E17 era ancora un mistero da risolvere.
Cryo-EM: Il Detective Microscopico
Per svelare i segreti di DA03E17, gli scienziati hanno utilizzato una tecnica chiamata criomicroscopia elettronica (cryo-EM). Questo metodo di imaging avanzato ha permesso loro di visualizzare come DA03E17 si lega alla NA di diversi virus. I risultati hanno rivelato che DA03E17 può aggrapparsi a varianti anche quando presentano mutazioni che tipicamente resistono a trattamenti come il Tamiflu. Questa impressionante abilità rende DA03E17 un potenziale candidato per future terapie contro i virus influenzali.
L'analisi strutturale ha mostrato che DA03E17 si lega in modo intricato alla NA, bloccando il suo sito attivo. Questo blocco è simile a come l'acido sialico, uno zucchero naturale trovato sulle superfici cellulari, si lega alla NA, mimando l'interazione naturale. Si scopre che DA03E17 può ingannare il virus facendogli credere di avere a che fare con uno zucchero invece di un anticorpo robusto.
L'ampia Portata di DA03E17
DA03E17 non è solo efficace contro i ceppi influenzali tipici; ha anche mostrato una forte affinità per la NA del ceppo H5N1 attualmente circolante tra il bestiame. Data la sua versatilità, DA03E17 potrebbe far parte di una nuova strategia difensiva se l'H5N1 dovesse diffondersi più ampiamente negli esseri umani.
L'evoluzione continua dei ceppi H3N2 e la sfida di realizzare vaccini che corrispondano ai virus in circolazione evidenziano la necessità di anticorpi che possano stare al passo con questi cambiamenti. Le evidenze suggeriscono che la capacità di DA03E17 di legarsi a H3N2 deviati è dovuta al suo meccanismo unico di adattamento ai cambiamenti nella struttura del virus senza perdere la sua presa.
L'importanza dell'evoluzione degli anticorpi
Esaminando come questi anticorpi funzionano, gli scienziati hanno scoperto che lunghi CDR H3 con motivi specifici, come il motivo DR trovato in DA03E17, sono cruciali per mirare efficacemente al sito attivo della NA. Hanno setacciato un vasto insieme di dati di sequenze di anticorpi umani e hanno scoperto che molti hanno il potenziale di svilupparsi in anticorpi ampiamente protettivi contro l'influenza. Questa è una notizia incoraggiante per i futuri progetti di vaccini.
Anche se migliaia di anticorpi umani che mirano alla HA esistono, il numero che mira alla NA rimane significativamente più basso. Questa discrepanza rivela una lacuna nella nostra comprensione di come la risposta immunitaria possa affrontare efficacemente la parte NA del virus. Concentrandosi su questi anticorpi specifici per la NA, i ricercatori sperano di aprire la strada a migliori strategie contro l'influenza.
Anticorpi in Prima Linea
In sintesi, la scoperta di DA03E17 e delle sue caratteristiche strutturali presenta una nuova frontiera nella ricerca di vaccini efficaci contro l'influenza. Questo anticorpo si distingue per la sua capacità di legarsi a vari ceppi influenzali, dimostrando potenziale per una protezione ampia e applicazioni terapeutiche.
I risultati sottolineano l'importanza di imparare a generare anticorpi che possano mimare le interazioni naturali con il virus. I ricercatori sono ottimisti che comprendere questi meccanismi possa portare a vaccini innovativi in grado di fornire immunità contro diversi ceppi influenzali, rendendo infine il mondo un posto più sicuro contro i focolai stagionali.
Conclusione: La Lotta Contro l'Influenza
I virus dell'influenza rimangono un avversario temibile nel campo della salute globale. Tuttavia, con ricerche sempre più avanzate e scoperte nel campo degli anticorpi, c'è speranza all'orizzonte. Svelando i segreti di anticorpi come DA03E17, gli scienziati stanno facendo passi avanti verso la creazione di vaccini universali che potrebbero aiutare a proteggere le popolazioni dalla minaccia sempre in evoluzione dell'influenza. Dopo tutto, nella battaglia contro i virus, la conoscenza è potere, e ogni anticorpo conta!
Con umorismo, innovazione e dedizione, ci avviciniamo a comprendere come possiamo ingannare questi virus astuti e continuare a mantenere sana la società. Dopotutto, se un virus pensa di poter continuare a cambiare e sfuggire alle nostre difese, potrebbe dover ripensare tutto!
Titolo: Structural basis of broad protection against influenza virus by a human antibody targeting the neuraminidase active site via a recurring motif in CDR H3
Estratto: 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.
Autori: 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
Ultimo aggiornamento: 2024-12-01 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.26.625467
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.26.625467.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.
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