Examinando as Respostas de Anticorpos a Variantes do SARS-CoV-2
Uma visão geral de como os anticorpos reagem ao SARS-CoV-2 e suas variantes em evolução.
Teng Zuo, X. Chen, L. Li, R. Du, Z. Wang, Y. Li, Y. Sun, R. Qin, H. Feng, L. Hu, M. Lu, X. Huang, L. Jiang
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Índice
- Desenvolvimento de Células B e Produção de Anticorpos
- A Resposta ao SARS-CoV-2
- Variantes do SARS-CoV-2
- Novas Variantes e Atualizações de Vacinas
- Estudo das Respostas de Anticorpos Após Reinfeção
- Características dos Anticorpos Após Reinfeção
- Insights Estruturais sobre a Função dos Anticorpos
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
O sistema imunológico tem um jeito específico de combater infecções, principalmente através da ação das Células B, que produzem anticorpos. Esses anticorpos são essenciais pra reconhecer e neutralizar diferentes patógenos, como vírus. Quando uma pessoa é infectada por um vírus ou recebe uma vacina, o corpo trabalha pra produzir uma variedade de anticorpos que conseguem atacar esse vírus.
Desenvolvimento de Células B e Produção de Anticorpos
Nas fases iniciais do desenvolvimento das células B, acontece um processo chamado recombinação V(D)J. Esse processo permite que as células B gerem uma grande variedade de proteínas de superfície conhecidas como receptores de antígenos de células B (BCRs). Esses receptores são fundamentais pra reconhecer diferentes antígenos presentes nos patógenos. Quando alguém encontra um vírus, um pequeno número dessas células B com BCRs que podem se ligar aos antígenos do vírus ficam ativadas.
As células B ativadas então se diferenciam em dois tipos principais: plasmoblastos e células B do centro germinal (GC). Os plasmoblastos rapidamente produzem a primeira onda de anticorpos. Já as células B do GC passam por mais mudanças num processo chamado maturação de afinidade, onde elas melhoram a capacidade de seus anticorpos de se ligar ao vírus. Esse processo envolve rodadas repetidas de mutação e seleção com base em quão bem os anticorpos conseguem reconhecer o vírus.
Eventualmente, algumas dessas células B do GC evoluem pra células plasmáticas de longa duração ou células B de memória. As células plasmáticas continuam secretando anticorpos por um bom tempo, enquanto as células B de memória ficam prontas pra responder rápido se o mesmo ou um vírus parecido aparecer de novo. Isso garante uma resposta imunológica mais rápida e forte em infecções futuras.
SARS-CoV-2
A Resposta aoDesde o início da pandemia de COVID-19 causada pelo vírus SARS-CoV-2, os pesquisadores têm estudado como o corpo reage a esse vírus, concentrando-se especialmente nos anticorpos contra a proteína spike do vírus. Dados iniciais mostraram que os anticorpos produzidos após a infecção com o vírus reconhecem principalmente regiões específicas da proteína spike, notavelmente nas partes chamadas domínio de ligação ao receptor (RBD) e domínio N-terminal (NTD).
Os pesquisadores categorizaram os Anticorpos Neutralizantes específicos do RBD em vários grupos, com base em seus padrões de ligação. Eles também descobriram que muitas pessoas geram um conjunto semelhante de anticorpos, conhecidos como anticorpos públicos, que são produzidos por pessoas diferentes, mas compartilham características genéticas comuns.
Com o passar do tempo, estudos mostraram que as células B de memória de pessoas que se recuperaram da COVID-19 apresentaram anticorpos cada vez mais eficazes contra a proteína spike, sugerindo que a memória imunológica criada pela infecção inicial dura e melhora com o tempo.
Quando as pessoas recebem vacinas, como as vacinas de mRNA para SARS-CoV-2, elas também desenvolvem respostas de anticorpos fortes. Curiosamente, estudos mostraram que duas doses de vacinas de mRNA resultam em níveis semelhantes de anticorpos neutralizantes e células B de memória em comparação com aqueles observados após a infecção natural pelo vírus. Isso significa que as vacinas conseguem imitar efetivamente a resposta imunológica gerada pela infecção natural.
Variantes do SARS-CoV-2
À medida que a pandemia avançava, surgiram diferentes variantes do vírus SARS-CoV-2, incluindo Alpha, Beta, Delta e Omicron. Essas variantes apresentaram desafios ao sistema imunológico porque podiam escapar parcialmente dos efeitos neutralizantes dos anticorpos gerados por cepas anteriores do vírus.
Por exemplo, a variante Omicron foi particularmente notável por sua capacidade de escapar do reconhecimento por anticorpos neutralizantes que eram eficazes contra o vírus original. Estudos indicaram que, quando indivíduos vacinados ou previamente infectados com cepas anteriores do vírus eram expostos ao Omicron, suas células B de memória eram predominantemente ativadas. No entanto, a resposta foi principalmente um recall da memória imunológica existente, ao invés de produzir novos anticorpos especificamente direcionados ao Omicron.
Apesar disso, os pesquisadores observaram que a resposta imunológica ao Omicron também aumentou os níveis gerais de anticorpos contra cepas anteriores, sugerindo alguma reatividade cruzada. Além disso, certos clones de células B com altos níveis de mutação e afinidade pelo Omicron surgiram, indicando que as células B de memória podiam se adaptar e melhorar em resposta a novas variantes através da exposição contínua.
Novas Variantes e Atualizações de Vacinas
Com as infecções contínuas devido a novas variantes derivadas do Omicron, os cientistas começaram a atualizar as vacinas pra melhor atacar essas cepas. Dados sugeriram que doses de reforço ou vacinações subsequentes poderiam aumentar as atividades neutralizantes contra tanto as variantes originais quanto as mais novas.
No entanto, os pesquisadores notaram que a exposição anterior à cepa original ou variantes anteriores poderia enviesar a resposta imunológica, afetando quão bem o corpo produz anticorpos neutralizantes contra novas variantes. Esse fenômeno, conhecido como impressão imunológica, tem implicações sobre quão eficazes as vacinas serão no futuro.
Apesar desses desafios, certas terapias com anticorpos derivadas de indivíduos previamente infectados ou vacinados mostraram um potencial considerável. Os pesquisadores identificaram múltiplos anticorpos neutralizantes amplamente, que poderiam efetivamente atacar uma variedade de variantes do SARS-CoV-2.
Estudo das Respostas de Anticorpos Após Reinfeção
Em um estudo específico, duas pessoas que estavam totalmente vacinadas, mas que depois foram infectadas com as variantes BA.5 ou BF.7, foram acompanhadas por vários meses pra avaliar suas respostas de anticorpos. Os pesquisadores coletaram amostras de sangue em diferentes momentos após a infecção pra observar mudanças nos níveis e tipos de anticorpos.
Inicialmente, ambas as pessoas tinham níveis variados de anticorpos neutralizantes. Depois da reinfecção, o nível de anticorpos de uma das pessoas aumentou significativamente em uma variedade de variantes testadas, mostrando que a reinfecção poderia fortalecer a resposta imunológica.
Os pesquisadores então isolaram uma coleção de anticorpos produzidos por células B que reconheciam a proteína spike original. Eles descobriram que os anticorpos obtidos após a reinfecção tinham uma gama mais ampla de capacidades neutralizantes, mostrando potência melhorada contra múltiplas variantes. Essa descoberta indicou que as células B chamadas durante a reinfecção não apenas mantiveram sua especificidade original, mas também evoluíram pra reconhecer e neutralizar as cepas mais novas de forma mais eficaz.
Características dos Anticorpos Após Reinfeção
Uma análise dos anticorpos obtidos das pessoas após a reinfecção revelou padrões específicos. Muitos dos anticorpos foram identificados como particularmente eficazes em neutralizar variantes de preocupação. Os pesquisadores também notaram que esses anticorpos continham mais mutações em comparação com aqueles obtidos antes da reinfecção, sugerindo que passaram por um processo de maturação.
Além disso, alguns dos anticorpos identificados vieram de certos antecedentes genéticos comuns, implicando a existência de clones de anticorpos públicos que foram amplamente compartilhados entre indivíduos. Outros anticorpos, no entanto, eram únicos para os indivíduos, sugerindo diversidade em como o sistema imunológico aprende e responde ao vírus.
Ao longo deste estudo longitudinal, os pesquisadores confirmaram que exposições repetidas ao vírus, seja por meio de infecção natural ou vacinação, poderiam levar a respostas de anticorpos aprimoradas e mais diversas.
Insights Estruturais sobre a Função dos Anticorpos
Pra entender como alguns anticorpos alcançaram sua ampla capacidade neutralizante, os pesquisadores examinaram as propriedades estruturais desses anticorpos. Eles identificaram regiões específicas da proteína spike que esses anticorpos ligam-se, que são críticas pra neutralizar a capacidade do vírus de entrar nas células.
Realizando avaliações detalhadas, os pesquisadores puderam determinar como certos anticorpos conseguiam resistir a mudanças na proteína spike viral que ocorreram durante mutações que levaram a novas variantes. Essa resiliência é crucial pra desenvolver terapias e vacinas eficazes que possam resistir à evolução viral em andamento.
Conclusão
À medida que o vírus SARS-CoV-2 continua a mutar e novas variantes surgem, entender a resposta imunológica é essencial pra moldar futuras estratégias de vacinação e abordagens terapêuticas. As descobertas de estudos sobre células B de memória e respostas de anticorpos destacam um sistema imunológico dinâmico capaz de se adaptar a novos desafios impostos por variantes emergentes.
No geral, a pesquisa sublinha a importância de continuar monitorando e estudando as respostas de anticorpos em indivíduos vacinados e previamente infectados, pra prever e responder melhor às futuras mudanças no vírus. O objetivo continua a ser desenvolver vacinas e terapias eficazes e amplamente neutralizantes que possam fornecer proteção duradoura contra a COVID-19 e vírus relacionados.
Título: B cells imprinted by ancestral SARS-CoV-2 develop pan-sarbecovirus neutralization in immune recalls
Resumo: A key question on ancestral SARS-CoV-2 immune imprinting is to what extent imprinted B cells can develop neutralizing breadth and potency in immune recalls. Here, we longitudinally tracked B cells recognizing wild-type spike in two individuals, who were sequentially infected by Omicron variants after receiving mRNA vaccines. Functional and genetic analysis of 632 monoclonal antibodies (mAbs) from those B cells reveals that mAbs cloned after second infection have dramatically enhanced neutralizing breadth and potency, which is attributed to recall and maturation of pre-existing memory B cells. Among the 11 mAbs that potently neutralize SARS-CoV-2 variants from wild-type to KP.3, 5 mAbs are classified into public clonotypes encoded by IGHV3-53 or IGHV3-66, whereas the rest belong to a rarely reported clonotype encoded by IGHV3-74. Notably, IGHV3-74 mAbs can also broadly neutralize other sarbecoviruses by targeting a novel epitope on receptor-binding domain of spike. These results support that ancestral SARS-CoV-2 immune imprinting can be harnessed in developing pan-SARS-CoV-2 and even pan-sarbecovirus vaccines. SummaryChen et al. demonstrate that B cells imprinted by ancestral SARS-CoV-2 have tremendous potential to develop neutralizing breadth and potency in repeated immune recalls driven by Omicron variants, implicating that ancestral SARS-CoV-2 immune imprinting can be harnessed in developing pan-SARS-CoV-2 and even pan-sarbecovirus vaccines.
Autores: Teng Zuo, X. Chen, L. Li, R. Du, Z. Wang, Y. Li, Y. Sun, R. Qin, H. Feng, L. Hu, M. Lu, X. Huang, L. Jiang
Última atualização: 2024-12-03 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.13.618110
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.13.618110.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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