A Zika-vírussal fertőzött terhes nőből izolált ultrapotens IgM antitestek immunterápiaként ígéretesek

A Zika-vírussal fertőzött terhes nőből izolált ultrapotens IgM antitestek immunterápiaként ígéretesek

A Zika-vírus (ZIKV) fertőzés egy potenciálisan teratogén betegség, amely a fertőzött anyától született csecsemők közül legfeljebb egy hétből egy idegrendszeri fejlődési rendellenességet okoz. A folyóiratban megjelent új tanulmány sejt azt mutatja, hogy egyes anyák elkerülik csecsemőik sérülését, mert rendkívül hatékony semlegesítő antitestet fejlesztenek ki. Ez bizonyítja az ilyen antitestek fontosságát a magzat Zika vírus elleni védelmében, miközben potenciálisan hasznos ellenanyagot jelentenek a magzati fertőzés megelőzésében.

Tanul: A terhesség alatt kiváltott Zika-vírus-specifikus IgM ultrapotens semlegesítést mutat. Fotó forrása: NIAID

bevezetés

A ZIKV Amerikában jelent meg, és hamarosan bebizonyosodott, hogy vertikálisan terjed, így az érintett csecsemők jelentős része mikrokefáliával és más veleszületett rendellenességekkel született. Eközben még a normális megjelenésű csecsemőkben is jelentős arányban fordultak elő idegrendszeri fejlődési rendellenességek a több évvel korábbi terhesség alatti ZIKV-fertőzés után.

Érdekes módon a ZIKV általában nem okoz betegséget felnőtteknél; elsősorban a terhesség alatti teratogén következményekért felelős. Brazíliában például 11 ​​000 mikrokefáliás esetet észleltek egyetlen járványból 2015–2016 között. Ezért terhesség alatt védő immunitásra van szükség, amely neutralizáló antitesteket (nAbs) foglal magában.

A korábbi tanulmányok elsősorban az immunglobulin G (IgG) osztályba tartozó nAb-ekről számoltak be, bár az IgM antitesteknek meglepően hosszú ideje van szerepük a flavivírus-fertőzésekben, például a sárgaláz vírus és a nyugat-nílusi vírusfertőzésekben. Ez azon a hagyományos elgondoláson alapul, hogy a fertőzés akut fázisában átmenetileg IgM antitestek képződnek, amelyek alacsony affinitású, semlegesítő képesség nélküli antitestekből állnak. Ez azonban megcáfolja az ilyen fertőzések korai neutralizáló IgM antitesteit.

Az IgM antitestek pentamerek, és ötször annyi epitóphoz kötődnek, mint az IgG antitestek. Ezeknek a vírusoknak a sűrűn csomagolt ismétlődő szerkezeteit kihasználják, lehetővé téve, hogy a B-sejt-receptorokat az IgM antitestek többértékű arányban kötődjenek. Ez viszont kedvez a B-sejt stimulációnak és az antitestek klonális szelekciójának.

Az eredmény a ZIKV elleni specifikus IgM antitestek megjelenése több év elteltével, ellentétben az IgM normál esetekben 5 napos felezési idejével. Ez a ZIKV-specifikus IgM-et expresszáló B-sejtek szelekcióját sugallja, majd az ilyen fertőzés során expanziót követnek.

"Bár a semlegesítő aktivitás elsősorban az IgG izotípusú antitesteknek tulajdonítható, az IgM alulértékelt szerepet játszhat a ZIKV immunitásban, különösen a terhesség alatt."

A B-sejteket először interleukin (IL-10) felszabadítására serkentik, majd termelésüket elnyomják, ami lehetővé teszi az érett B-sejtek túlélését, de csökkenti a naiv B-sejtek számát a terhesség alatt. Mivel az utóbbiak IgM antitesteket termelnek, ez a memória- és antitest-kiválasztó sejtek irányába történő eltolódás alakítja az IgG és IgM nAb-k profilját a terhesség alatt.

A Cellben publikálandó jelenlegi tanulmány az IgM antitestek semlegesítő hatásait vizsgálta terhes nőknél. A kohorszba tíz nő tartozott, nyolc akut, a többiek pedig másodlagos ZIKV-fertőzésben, vagyis korábbi dengue-vírus (DENV) expozíció után.

Mit mutatott ki a tanulmány?

Az eredmények azt mutatják, hogy minden fertőzött nőben magas volt a ZIKV elleni antitestek szintje a terhesség alatt a fertőzés időpontjától kezdve. Anti-ZIKV IgM minden alanynál megtalálható volt, egy alanynál 406 nap után perzisztens IgM volt

A kutatók azt is megállapították, hogy a ZIKV-t részlegesen semlegesítik az IgM antitestek, és a legmagasabb százalékban (~80%-ban) olyan alanyoknál találták, akiknél a tünetek megjelenése után 100 nappal a ZIKV-semlegesítő IgM is a leghosszabb ideig fennmaradt. Ezért az IgM semlegesítése a legfontosabb a terhesség első trimeszterében primer vagy másodlagos ZIKV fertőzés esetén.

Azonban a hét késői IgM antitesttel rendelkező nő közül négy semlegesítő képességet mutatott a tünetek megjelenése után 210 napig, amelyek mindegyike másodlagos eset volt. Érdekes módon a ZIKV-reaktív IgM többsége nem volt ZIKV-semlegesítő IgM.

A kutatók a fertőzött anyák vérmintáiból vizsgálták a B-sejt repertoárokat.

Ez kilenc különálló B-sejtvonal azonosításához vezetett, amelyek ZIKV-kötő antitesteket termeltek a ZIKV-vel fertőzött anyák perifériás vérében. Ezen túlmenően ezekről a B-limfoblasztoid sejtvonalakról (B-LCL) azt találtuk, hogy tartalmaznak olyat, amely pentamer formában termeli a DH1017.IgM IgM antitestet.

E-könyv antitestek

Összeállítás az elmúlt év legjobb interjúiból, cikkeiről és híreiről. Tölts le egy ingyenes példányt

Ez a nAb érett, amint azt az a tény is mutatja, hogy szomatikus mutáción ment keresztül. Nagyon specifikus volt a ZIKV-re, nem reagál más flavivírusokra, és a ZIKV ultrapotens semlegesítését mutatta. Közvetlen összehasonlításban az ismert ZIKV-semlegesítő IgG monoklonális antitestekkel (mAb-kkel), semlegesítési tartománya 8-10 000-szeresével haladta meg az utóbbit. Bármely semlegesítő antitest, amelynek a fele-maximális gátló koncentrációja (IC50) kisebb, mint 10 ng/ml, ultrapotensnek nevezhető.

Ez az ultrapotencia közvetlenül összefügg az IgM izotípusával és a rekombináns DH1017-tel. Az IgG antitestek sokkal gyengébb kölcsönhatást mutattak a ZIKV-vel. Nevezetesen, a DH1017.IgM nem mutatott antitest-függő fokozódást (ADE) a fertőzésben in vitro, és a B-sejt klón sem reagált humán autoantigénekkel autoimmun betegséget okozva.

Ha egereknek adták a vírus halálos dózisainak kitettsége előtt, jobban megelőzte a virémiát, mint az IgG antitestek. Míg az összes expozíciónak kitett kontroll egér elpusztult a fertőzésben, a DH1017.IgM-mel kezeltek túlélték, és a virémia a kimutathatóság határáig csökkent. Még a fele adag mellett is minden állat túlélte, de a virémiát kevésbé sikerült megelőzni. Az antitest a vírussal való érintkezés után négy napig volt kimutatható.

Ismét: „a dekavalens DH1017.IgM pentamer véd a ZIKV-betegség ellen egerekben, és hatékonyabban szabályozza a virémiát, mint a kétértékű DH1017.IgG monomer.”

Ezek az eredmények azt mutatják, hogy az IgM többértékű izotípusa felelős a kiváló semlegesítő kapacitásért.

A vírus ötszörös szimmetriájú, több ektodomén (E) glikoprotein egységgel a felszínen. Az antitest szerkezetének további vizsgálata feltárta, hogy „a DH1017.IgM pentamer karjai a vírus felszíne felé hajolhatnak, és mindegyik kar érintkezhet a szomszédos aszimmetrikus egységek epitópjaival”. Az antigénfelismerés ezen dekavalens módja előnyt biztosít az IgM antitest számára az IgG antitestekkel lehetséges bivalens érintkezéssel szemben.

Az IgM antitestek különböző virionokon lévő epitóppárokhoz is kötődhetnek, és aggregátumokat képezve keresztkötéseket hozhatnak létre. Az antigénfelismerés mindkét módja egyidejűleg működhet.

Mik a hatások?

Az egéreredmények alapján a DH1017.IgM jó jelöltnek tűnik a ZIKV elleni immunterápiára. Más flavivírusokhoz hasonlóan a ZIKV is perzisztens IgM antitesteket indukál, amelyek segíthetnek semlegesíteni a vírust a terhesség első három hónapjában.

Ezt támasztja alá az a korábbi megfigyelés, hogy a legtöbb esetben a ZIKV fertőzés a fertőzést követő két héten belül megszűnt, valószínűleg a vírust irányító IgM antitestek korai csúcstermelése miatt. A jelenlegi tanulmány azt mutatja, hogy ez a terhesség alatt is így van.

A jövőbeni tanulmányoknak meg kell vizsgálniuk, hogy az IgM-szintek hogyan viszonyulnak a tartós virémiához. A leghosszabb virémiás nőnél az IgM neutralizáló aktivitás első csúcsa után, 14 nappal a tünetek megjelenése után, a második csúcs ~70 napon jelentkezett, ezalatt a DH1017.IgM megjelent. Ennek a sejtvonalnak a szomatikus mutációja azt sugallja, hogy ez egy IgM-et expresszáló memória B-sejt, talán IgM+ memória B-sejtek és plazmasejtek készletéből, amely izotípus-specifikus neutralizáló IgM antitesteket hozhat létre.

A semlegesítés módja lehet egy olyan kvaterner epitóphoz való kötődés, amelyről korábban nem ismert, hogy egy erős neutralizáló antitest felismerné. Ez az epitóptípus azonban a hatékonyan semlegesítő IgG mAb-k egy osztályát jelöli. Ennek az IgM antitestnek a használata megakadályozhatja az E fehérje fuzogén konformációs változását és gátolja a fertőzést.

A DH1017.IgM ultrapotenciája elsősorban a multivalens kötődésének köszönhető, ami arra utal, hogy az IgM antitestek „elfoglalhatnak egy funkcionális rést, amelyet az IgM számára fenntartanak az ismétlődő proximális szerkezetű kórokozókkal összefüggésben”. Ezenkívül a DH1017.IgM aktivitása fokozódik komplement jelenlétében, tovább csökkentve az ADE kockázatát.

„Fontos, hogy a DH1017.IgM által közvetített védelem a halálos ZIKV-fertőzés ellen egerekben összefoglalja az erős IgG-semlegesítő antitestek által biztosított védelmet és víruskontrollt.”

A jelenlegi forgatókönyv szerint, mivel a fertőzés viszonylagos ritkasága miatt nem folynak a ZIKV vakcina kísérletei, sürgősen szükség van terhességbiztos beavatkozásokra a veleszületett ZIKV kockázatának csökkentése érdekében. A DH1017.IgM egy intézkedés lehet ennek a szakadéknak az áthidalására, különösen azért, mert az IgM az IgG-vel ellentétben nem terjed át a méhlepényen, ami csökkenti a magzati sérülés vagy az ADE kockázatát csecsemőkorban.

Referencia:

• Singh, T. et al. (2022). Ein in der Schwangerschaft hervorgerufenes Zika-Virus-spezifisches IgM zeigt eine ultrapotente Neutralisation. Zelle. https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.10.023. https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)01369-1

.