Mutația L452R este un jucător cheie în evoluția SARS-CoV-2

Într-un studiu recent publicat în bioRxiv* server de preprint, cercetătorii au analizat caracteristicile subvariantelor BA.4, BA.5 și BA.2.12.1 ale sindromului respirator acut sever coronavirus-2 (SARS-CoV-2) Omicron.

De la apariția sa la sfârșitul anului 2019, SARS-CoV-2 a evoluat considerabil, cu transmisibilitate crescută și rezistență la imunitate. Varianta SARS-CoV-2 Omicron (BA.1), raportată pentru prima dată în noiembrie 2021, a fost rapid desemnată ca o variantă de îngrijorare (VOC) de către Organizația Mondială a Sănătății (OMS) din cauza numărului alarmant de mutații. Varianta BA.1 a înlocuit rapid variantele predominante și a făcut ravagii cu o creștere fără precedent a infecțiilor, inclusiv a cazurilor de dezvoltare a vaccinului și a reinfecțiilor.

În plus, frecvența în creștere a noilor subvariante Omicron SARS-CoV-2, cum ar fi BA.2.12.1, BA.4 și BA.5, intensifică și mai mult preocupările cu privire la imunitatea indusă de evaziune, vaccinare sau infecție. Varianta BA.2.12.1, un descendent al lui Omicron BA.2, se răspândește în Statele Unite (SUA), în timp ce variantele BA.4 și BA.5 au devenit dominante în Africa de Sud. Variantele BA.4 și BA.5 (denumite în continuare BA.4/5) împărtășesc proteine ​​​​spike (S) identice, deși au mutații unice în comparație cu celelalte subvariante.

Studiu: evadarea diferențială a imunității delta și Omicron și fusogenitatea sporită a subvariantelor SARS-CoV-2 Omicron BA.4/5 și BA.2.12.1. Credit imagine: Juan Gaertner

Despre studiu

În prezentul studiu, cercetătorii au determinat titrurile de anticorpi neutralizanți (nAb) împotriva subvariantelor Omicron SARS-CoV-2 BA.4/5 și BA.2.12.1 în serurile vaccinate sau convalescenți (TS). În plus, au evaluat infecțiozitatea, procesarea și proprietățile de fuziune a proteinei S ale acestor sublinii Omicron. În cele din urmă, infectivitatea subvariantelor Omicron a fost testată folosind particule de lentivirus pseudotipizate pentru a infecta celulele CaLu-3 sau HEK292T-ACE2.

Autorii au observat că infecțiozitatea lui Omicron BA.1 a fost puțin mai mare decât varianta D614G, dar de aproximativ șase ori mai mare decât varianta Delta în celulele 293T-ACE2, dar infecțiozitatea BA.1 în celulele CaLu-3 a fost de 7,5 ori și 5,6 ori. ori mai mic comparativ cu variantele D614G și, respectiv, Delta. Infecțiozitatea BA.2 a fost comparabilă cu cea a BA.1, în timp ce alte subvariante au prezentat creșteri modeste ale infecțiozității. S-a observat o creștere de 2,5 și 3,8 ori pentru subvariantele BA.4/5 și BA.2.12.1 comparativ cu D614G.

Toate subvariantele Omicron au arătat o infectivitate mai mică în celulele CaLu-3 decât varianta D614G sau Delta. Titrurile nAb împotriva subvariantelor Omicron au fost evaluate utilizând un test de neutralizare a lentivirusului pseudotipizat. Cincisprezece lucrători din domeniul sănătății vaccinați cu două doze de vaccin BNT162b2 sau mRNA-1273 au fost evaluați pentru nAb în serurile lor. Echipa a observat o rezistență comparabilă la neutralizare prin subvariante Omicron cu un titru de nAb de 20 de ori mai mic comparativ cu D614G.

Subvariantele BA.4/5 și BA.2.12.1 prezintă o scurgere imună mai puternică decât BA.1 și BA.2.  (A) Infectivitate a virusurilor pseudotipizate în celulele HEK293T care exprimă stabil ACE2 (HEK293T-ACE2).  (B) Infectivitate lentivirus pseudotipizat în celulele CaLu-3 derivate din epiteliul pulmonar uman.  Barele din (A) și (B) reprezintă medii ± abaterea standard, iar semnificația este determinată de măsuri repetate unidirecționale ANOVA cu corecția testului multiplu Bonferroni.  Rezultatele a cel puțin 3 experimente independente sunt mediate și afișate.  (C) Seruri de la 15 lucrători din domeniul sănătății colectate la 3-4 săptămâni după utilizarea celei de-a doua doze de vaccin ARNm pentru a neutraliza virusul pseudotipizat, iar mijloacele geometrice rezultate ale titrurilor de neutralizare de 50% (NT50) sunt afișate în partea de sus a graficului cu procent de indivizi cu valori NT50 peste limita de detecție (NT50 = 80; linie punctată).  (D) O hartă termică care arată valorile NT50 ale pacientului/vaccinului față de fiecare variantă pentru serurile HCW cu 2 doze.  (E) Serurile de la 15 HCW după vaccinarea de rapel ARNm omolog au fost evaluate pentru titrurile de nAb.  Barele din (C) și (E) reprezintă media geometrică ± 95% interval de încredere, iar semnificația relativă la D614G este determinată de ANOVA cu măsuri repetate unidirecționale cu corecția testului multiplu Bonferroni.  (F) O hartă termică care arată valorile NT50 ale pacientului/vaccinului față de fiecare variantă pentru serurile HCW cu 3 doze.  Numerele pacienților/vaccinați sunt identificate ca „P” pentru HCW vaccinat/amplificat Pfizer/BioNTech BNT162b2, „M” pentru HCW Moderna mRNA-1273 vaccinat/amplificat.  Pe tot parcursul, valorile p sunt reprezentate de **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001, ns, non significatif.

Subvariantele BA.4/5 și BA.2.12.1 prezintă o scurgere imună mai puternică decât BA.1 și BA.2. (A) Infectivitate virală pseudotipată în celulele HEK293T care exprimă stabil ACE2 (HEK293T-ACE2). (B) Infectivitate lentivirus pseudotipată în celulele CaLu-3 derivate din epiteliul pulmonar uman. Baruri la (A) și (B) reprezintă medii ± abaterea standard, iar semnificația este determinată de măsuri repetate unidirecționale ANOVA cu corecția testului multiplu Bonferroni. Rezultatele a cel puțin 3 experimente independente sunt mediate și afișate. (VS) Seruri de la 15 lucrători din domeniul sănătății colectate la 3-4 săptămâni după utilizarea celei de-a doua doze de vaccin ARNm pentru a neutraliza virusul pseudotipizat și mijloacele geometrice rezultate ale titrurilor de neutralizare de 50% (NT).50) sunt afișate în partea de sus a graficului cu procentul de indivizi cu NT50 valori peste limita de detectare (NT50 = 80; linie punctata). (D) O hartă termică care arată pacientul/NT vaccinat50 valori față de fiecare variantă pentru serurile HCW cu 2 doze. (E) Serurile de la 15 HCW după vaccinarea de rapel ARNm omolog au fost evaluate pentru titrurile de nAb. Baruri la (VS) și (E) reprezintă media geometrică ± 95% interval de încredere, iar semnificația relativă la D614G este determinată de ANOVA cu măsuri repetate unidirecționale cu corecția testului multiplu Bonferroni. (F) O hartă termică care arată pacientul/NT vaccinat50 valori față de fiecare variantă pentru serurile HCW cu 3 doze. Numerele pacienților/vaccinați sunt identificate ca „P” pentru HCW vaccinat/amplificat Pfizer/BioNTech BNT162b2, „M” pentru HCW Moderna mRNA-1273 vaccinat/amplificat. Pe tot parcursul, valorile p sunt reprezentate de **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001, ns, nesemnificativ.

În special, varianta BA.2 cu substituția L452Q a prezentat cea mai mare rezistență, cu un titru de nAb de 36 de ori mai mic decât tulpina D614G. Serurile de la indivizi stimulați (primitori cu a treia doză) au prezentat titruri de nAb mai mari și îmbunătățite. În continuare, au fost examinate serurile de la indivizi infectați internați în unitățile de terapie intensivă (UTI) în timpul valului Delta. Serurile de la acești pacienți au prezentat titruri mari de nAb față de varianta Delta, deși au fost observate titruri mai mici de nAb pentru variantele BA.1 și BA.2.

În mod interesant, variantele BA.2.12.1 și BA.4/5 au arătat mai puține scăpare de la neutralizare de către serurile convalescente și au avut titruri mai mari de nAb. Indivizii infectați cu varianta BA.1 în timpul valului Omicron au prezentat o neutralizare mai puțin puternică a subvariantelor Omicron emergente, în special varianta BA.4/5.

Cu toate acestea, o doză de rapel de vaccin BNT162b2 sau mRNA-1273 a îmbunătățit semnificativ titrurile de nAb față de toate variantele testate. Cercetătorii au studiat fuziunea membranei de către proteinele S a diferitelor variante ale SARS-CoV-2. Varianta BA.1 a prezentat o fusogenitate de 4,7 și 11,3 ori mai mică decât variantele D614G și Delta. Variantele BA.4/5 și BA.2.12.1 au prezentat o tendință crescută pentru fuziune față de variantele BA.1 sau BA.2, deși mult mai mică decât pentru varianta Delta.

Expresia proteinei S pe suprafața celulelor producătoare de virus a fost analizată prin citometrie în flux. Expresia proteinei BA.1 sau BA.2 S a fost ușor mai mare decât D614G sau varianta Delta. Subvariantele Omicron emergente au avut o expresie similară a suprafeței. În cele din urmă, echipa a evaluat procesarea proteinei S în lizate de celule producătoare de virus și particule de virus purificate.

Anterior, autorii au raportat o tendință mai mică a proteinei BA.1 S pentru scindarea furinei, indicată de raportul S1/S mai scăzut. Prelucrarea proteinelor BA.1 și BA.2 S a fost comparabilă, cu procesarea ușor îmbunătățită a proteinelor BA.2.12.2 și BA.4/5 S cu o creștere de aproximativ 1,4 și 1,2 ori comparativ cu proteina D614GS. S-au observat rezultate similare pentru particulele de virus purificate, iar acest lucru a fost presupus datorită substituției L452Q/R.

concluzie

Autorii au analizat caracteristicile imune induse de vaccinuri sau de infecția naturală împotriva subvariantelor SARS-CoV-2 Omicron BA.2.12.1 și BA.4/5, inclusiv caracteristicile de fusogenitate ale proteinei S și ale clivajului furinei. Nu a existat nicio dovadă că două doze din oricare dintre vaccinuri au fost suficiente pentru a neutraliza variantele Omicron ale SARS-CoV-2.

Deși dozele de rapel au amplificat titrurile neutralizante, acestea au fost mai puțin puternice împotriva subvariantelor Omicron emergente. Cercetătorii au dezvăluit că substituțiile la reziduul de proteină S 452 ar putea fi critice și pot duce la rezistența la neutralizare. Luate împreună, aceste constatări subliniază necesitatea monitorizării continue a noilor variante, precum și o înțelegere detaliată a biologiei proteinei S și a influenței acesteia asupra patogenității și imunității SARS-CoV-2.

*Notă importantă

bioRxiv publică rapoarte științifice preliminare care nu sunt revizuite de colegi și, prin urmare, nu ar trebui să fie considerate concludente, să ghideze practica clinică/comportamentele legate de sănătate sau tratate ca informații stabilite.

Referința jurnalului:

  • Evadarea diferențială a imunității Delta și Omicron și fusogenitatea sporită a subvariantelor SARS-CoV-2 Omicron BA.4/5 și BA.2.12.1, Panke Qu, John P Evans, Julia N. Faraone, Xue Zou, Yi -Min Zheng, Claire Carlin, Joseph S. Bednash, Gerard Lozanski, Rama K. Mallampalli, Linda J. Saif, Eugene M. Oltz, Peter J. Mohler, Richard J. Gumina, Shan-Lu Liu, bioRxiv 2022, DOI: https:// doi.org/10.1101/2022.05.16.492158, https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.05.16.492158v1

.

Add Comment