Acompanhando a Evolução das Variantes do COVID-19
Novas variantes trazem desafios constantes pra imunidade e eficácia da vacina.
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Enquanto a pandemia de COVID-19 continua, é importante acompanhar como o vírus SARS-CoV-2 tá mudando, principalmente a Proteína Spike. Essa proteína é crucial porque ajuda o vírus a entrar nas células humanas e também é um alvo para Vacinas e anticorpos. No final do verão de 2023, uma nova variante chamada BA.2.86 apareceu, que teve mais de 30 mudanças na sua proteína spike em comparação à variante dominante anterior, a XBB.1.51. Por sorte, mesmo com essas mudanças, a BA.2.86 não parece ter conseguido escapar das defesas imunológicas desenvolvidas a partir de infecções ou vacinas anteriores.
Mas, novas Variantes derivadas da BA.2.86 levantaram preocupações. Uma dessas, conhecida como JN.1, surgiu no final de 2023 e tem apenas uma mudança notável na proteína spike, chamada L455S. Essa única mudança fez com que a JN.1 se espalhasse rapidamente pelo mundo de late 2023 até maio de 2024. Embora a JN.1 tenha uma capacidade menor de se ligar a uma proteína humana chave (ACE2), ela se tornou melhor em evitar a resposta imunológica e se espalhar entre as pessoas.
Depois da JN.1, várias outras variantes com mudanças em posições importantes na proteína spike foram identificadas. Essas incluem as variantes FLip com mudanças L455F e F456L, e mais recentemente as variantes SLip e FLiRT. A variante mais recente, KP.2, tem mudanças adicionais mas compartilha origens com a JN.1. Atualmente, a presença da JN.1 tá diminuindo enquanto a KP.2 e outras variantes derivadas estão tomando conta.
Entendendo as Relações entre as Variantes
A pesquisa se concentrou em quão bem essas novas variantes são neutralizadas pelos anticorpos gerados a partir de vacinas e infecções anteriores. Por exemplo, os pesquisadores analisaram como soros de diferentes grupos de pessoas podiam neutralizar essas variantes, especialmente SLip, FLiRT e KP.2. Esses grupos incluíam indivíduos vacinados com várias vacinas de mRNA e aqueles que se recuperaram da COVID-19 durante a onda da BA.2.86/JN.1.
Nos testes que compararam a infectividade dessas variantes em células de laboratório, a JN.1 e suas variantes derivadas mostraram uma capacidade reduzida de entrar nas células pulmonares humanas em comparação com as variantes anteriores. Essa infectividade reduzida em certos tipos de células sugere que mesmo com as variantes como a JN.1 evoluindo, elas podem estar perdendo um pouco da capacidade de infectar de forma eficiente.
Neutralização com a Vacinação
Examinando aEm outra parte do estudo, os pesquisadores mediram quão bem as variantes podiam escapar da neutralização pelos anticorpos em indivíduos vacinados. Aqueles que receberam vacinas contra COVID-19 mostraram graus variados de proteção contra diferentes variantes. Por exemplo, a variante JN.1 podia ser neutralizada, mas não tão bem quanto variantes anteriores como a D614G, levantando preocupações sobre seu potencial de escapar da imunidade induzida pela vacina.
Os resultados revelaram que as variantes mais novas SLip, FLiRT e KP.2 eram ainda mais difíceis de serem combatidas pelos sistemas imunológicos de pessoas vacinadas. As taxas de neutralização foram significativamente mais baixas para essas variantes em comparação ao que foi observado com a D614G. Notavelmente, FLiRT e KP.2 mostraram a maior queda nos níveis de neutralização em comparação com a JN.1.
Os pesquisadores também examinaram quão bem os soros de hamsters vacinados com a variante XBB.1.5 podiam neutralizar variantes derivadas da JN.1. Os resultados indicaram que, embora a resposta imunológica fosse forte, ela variava com cada variante. Isso deu uma ideia da eficácia da vacina XBB.1.5 contra essas cepas mais novas.
Resistência Contra a Imunidade Natural
Os pesquisadores também queriam ver como essas variantes poderiam resistir aos anticorpos formados a partir de infecções naturais. Eles estudaram soros de indivíduos que testaram positivo durante a onda da BA.2.86 e JN.1. Os resultados mostraram que, mesmo que a JN.1 pudesse ser neutralizada por esses anticorpos, variantes como SLip, FLiRT e KP.2 eram mais resistentes.
Um aspecto significativo do estudo foi focar em um tipo específico de anticorpo, conhecido como mAb classe III S309. Esse anticorpo não teve eficácia contra SLip e FLiRT, mostrando como essas variantes evoluíram para resistir a algumas formas de ataques imunológicos.
Impactos no Comportamento da Spike
Uma parte importante da pesquisa incluiu observar como as proteínas spike de diferentes variantes se comportavam em termos de fusão celular, expressão na superfície e processamento. Essas características são vitais para a capacidade do vírus de infectar. Foi encontrado que as novas variantes tinham habilidades reduzidas nessas áreas em comparação com variantes anteriores como a D614G.
O estudo deixou claro que, enquanto variantes como SLip e FLiRT podem ajudar o vírus a escapar da neutralização pelos anticorpos, elas podem estar perdendo parte da capacidade de infectar as células de forma eficaz. Isso destaca uma relação complexa onde algumas mutações que permitem a fuga imune podem prejudicar outras funções críticas para a infectividade geral do vírus.
Insights dos Modelos Estruturais
Para entender melhor como mutações específicas impactam a proteína spike, os pesquisadores utilizaram modelagem estrutural. Essa modelagem sugeriu que algumas mutações poderiam melhorar a ligação à proteína ACE2 enquanto outras poderiam reduzir essa capacidade.
Os achados indicaram que, enquanto certas mutações poderiam aumentar a evasão imunológica ao mudar a estrutura da spike, elas poderiam também ser prejudiciais à maneira como o vírus se liga às células. No geral, as compensações entre escapar do sistema imunológico e manter a capacidade de infecção nas células humanas são cruciais para entender como o SARS-CoV-2 tá mudando.
Conclusão: Acompanhando as Mudanças
Embora a pandemia de COVID-19 tenha sido declarada encerrada, o SARS-CoV-2 continua mudando e se adaptando. O estudo ressalta a importância do monitoramento contínuo das variantes emergentes, especialmente com mais pessoas sendo vacinadas ou infectadas, levando a uma variedade de respostas imunológicas.
Os dados sugerem que variantes mais novas mudaram propriedades que afetam tanto a fuga imune quanto sua biologia. Futuras vacinas devem considerar essas variantes para melhorar a proteção. A evolução contínua dessas variantes ilustra a necessidade de rastreamento vigilante e uma abordagem estratégica para os esforços de vacinação à medida que o cenário da pandemia continua mudando.
Limitações do Estudo
Existem algumas limitações nesse estudo que vale a pena notar. Os experimentos usaram um vírus modelo em vez de cepas infecciosas reais do SARS-CoV-2, o que significa que os achados podem não refletir perfeitamente cenários do mundo real. Além disso, o número de amostras estudadas, especialmente entre indivíduos que se recuperaram da onda BA.2.86/JN.1, foi relativamente pequeno. A modelagem homóloga, embora útil, pode não capturar todos os detalhes estruturais. Apesar dessas limitações, os resultados fornecem insights vitais sobre o comportamento do SARS-CoV-2 e ajudarão nas estratégias de vacinas futuras.
Título: Characteristics of JN.1-derived SARS-CoV-2 subvariants SLip, FLiRT, and KP.2 in neutralization escape, infectivity and membrane fusion
Resumo: 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 atualização: 2024-05-21 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.20.595020
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.20.595020.full.pdf
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