Anticorpos IgM ultrapotentes isolados de uma mulher grávida com vírus Zika mostram-se promissores como imunoterapia

Anticorpos IgM ultrapotentes isolados de uma mulher grávida com vírus Zika mostram-se promissores como imunoterapia

A infecção pelo vírus Zika (ZIKV) é uma doença potencialmente teratogênica que faz com que até um em cada sete bebês nascidos de mães infectadas sofra déficits de desenvolvimento neurológico. Um novo estudo publicado na revista célula mostra que algumas mães evitam lesões nos seus bebés porque desenvolvem um anticorpo neutralizante altamente eficaz. Isto demonstra a importância de tais anticorpos na proteção do feto contra o vírus Zika, ao mesmo tempo que representa um anticorpo potencialmente útil na prevenção da infecção fetal.

Aprender: Uma IgM específica do vírus Zika obtida durante a gravidez mostra neutralização ultrapotente. Crédito da foto: NIAID

introdução

O ZIKV surgiu nas Américas e logo provou ser transmitido verticalmente, resultando em uma minoria significativa de bebês afetados nascendo com microcefalia e outras anomalias congênitas. Enquanto isso, mesmo em bebês de aparência normal, houve uma taxa significativa de distúrbios do desenvolvimento neurológico após a infecção materna pelo ZIKV durante a gravidez, vários anos antes.

Curiosamente, o ZIKV normalmente não causa doença em adultos; é o principal responsável pelas consequências teratogênicas durante a gravidez. Por exemplo, no Brasil houve 11.000 casos de microcefalia decorrentes de um único surto em 2015-16. Portanto, é necessária imunidade protetora envolvendo anticorpos neutralizantes (nAbs) durante a gravidez.

Estudos anteriores relataram principalmente nAbs da classe da imunoglobulina G (IgG), embora os anticorpos IgM tenham um papel surpreendentemente duradouro nas infecções por flavivírus, como o vírus da febre amarela e as infecções pelo vírus do Nilo Ocidental. Isto se baseia no conceito convencional de que os anticorpos IgM são formados temporariamente durante a fase aguda da infecção, que consistem em anticorpos de baixa afinidade sem capacidade neutralizante. No entanto, isto desmente os anticorpos IgM neutralizantes precoces em tais infecções.

Os anticorpos IgM são pentaméricos e ligam-se a cinco vezes mais epítopos que os anticorpos IgG. As estruturas repetitivas densamente compactadas destes vírus são exploradas, permitindo que os receptores de células B sejam ligados pelos anticorpos IgM em proporções multivalentes. Isto, por sua vez, favorece a estimulação de células B e a seleção clonal de anticorpos.

O resultado são anticorpos IgM específicos contra o ZIKV após vários anos, em contraste com a meia-vida de cinco dias da IgM em casos normais. Isto sugere a seleção de células B que expressam IgM específica para ZIKV seguida de expansão durante tal infecção.

“Embora a atividade neutralizante seja atribuída principalmente aos anticorpos do isotipo IgG, a IgM pode desempenhar um papel subestimado na imunidade ao ZIKV… particularmente na gravidez.”

As células B são primeiro estimuladas a liberar interleucina (IL-10), depois sua produção é suprimida, permitindo que as células B maduras sobrevivam, mas reduzindo o número de células B virgens durante a gravidez. Uma vez que estes últimos produzem anticorpos IgM, esta mudança em direção às células secretoras de memória e anticorpos molda o perfil dos nAbs IgG e IgM durante a gravidez.

O presente estudo, a ser publicado na Cell, examinou os efeitos neutralizantes dos anticorpos IgM em mulheres grávidas. A coorte incluiu dez mulheres, sendo oito com infecção aguda e as demais com infecção secundária por ZIKV, ou seja, após exposição prévia ao vírus da dengue (DENV).

O que o estudo mostrou?

Os resultados mostram que todas as mulheres infectadas apresentaram níveis elevados de anticorpos anti-ZIKV durante a gravidez, desde o momento da infecção. IgM anti-ZIKV foi encontrado em todos os indivíduos, com um indivíduo apresentando IgM persistente após 406 dias

Os pesquisadores também descobriram que o ZIKV é parcialmente neutralizado por anticorpos IgM, com a maior porcentagem de ~80% encontrada em um indivíduo que também apresentou a maior persistência de IgM neutralizante do ZIKV 100 dias após o início dos sintomas. Portanto, a neutralização de IgM é mais importante no primeiro trimestre de gravidez com infecção primária ou secundária por ZIKV.

No entanto, quatro das sete mulheres com anticorpos IgM tardios apresentaram capacidade neutralizante até 210 dias após o início dos sintomas, sendo todos casos secundários. Curiosamente, a maioria dos IgM reativos ao ZIKV não era IgM neutralizante do ZIKV.

Os pesquisadores examinaram repertórios de células B de amostras de sangue de mães infectadas.

Isto levou à identificação de nove linhas de células B separadas que produziram anticorpos de ligação ao ZIKV no sangue periférico de mães infectadas pelo ZIKV. Além disso, descobriu-se que estas linhas celulares linfoblastóides B (B-LCL) continham uma que produzia o anticorpo IgM DH1017.IgM numa forma pentamérica.

Anticorpos de e-book

Compilação das principais entrevistas, artigos e notícias do ano passado. Baixe uma cópia gratuita

Este nAb amadureceu, como demonstrado pelo facto de ter sofrido uma mutação somática. Foi altamente específico para ZIKV, não reativo a outros flavivírus e mostrou neutralização ultrapotente do ZIKV. Em comparação direta com anticorpos monoclonais IgG neutralizantes do ZIKV conhecidos (mAbs), seu intervalo de neutralização excedeu o último em 8 a mais de 10.000 vezes. Qualquer anticorpo neutralizante com metade da concentração inibitória máxima (IC50) inferior a 10 ng/ml pode ser descrito como ultrapotente.

Essa ultrapotência estava diretamente relacionada ao seu isotipo IgM e ao DH1017 recombinante. Os anticorpos IgG mostraram interações muito mais fracas com o ZIKV. Notavelmente, DH1017.IgM não mostrou aumento dependente de anticorpos (ADE) da infecção in vitro, nem o clone de células B reagiu com autoantígenos humanos para causar doença autoimune.

Quando administrado a ratos antes da exposição a doses letais do vírus, preveniu melhor a viremia do que os anticorpos IgG. Embora todos os ratos de controlo expostos tenham morrido devido à infecção, aqueles tratados com DH1017.IgM sobreviveram e mostraram uma redução na viremia até ao limite de detecção. Mesmo com metade da dosagem, todos os animais sobreviveram, mas a viremia foi prevenida de forma menos eficaz. O anticorpo foi detectável até quatro dias após a exposição ao vírus.

Novamente, “o pentâmero decavalente DH1017.IgM protege contra a doença ZIKV em camundongos e controla a viremia de forma mais eficiente do que o monômero bivalente DH1017.IgG”.

Estes resultados indicam que o isotipo multivalente da IgM é responsável pela superior capacidade de neutralização.

O vírus tem simetria quíntupla com múltiplas unidades de glicoproteína ectodomínio (E) na superfície. Um estudo mais aprofundado da estrutura do anticorpo revelou que “os braços do pentâmero DH1017.IgM podem dobrar-se em direcção à superfície do vírus e que cada braço pode contactar os epítopos de unidades assimétricas vizinhas”. Este modo decavalente de reconhecimento do antígeno dá ao anticorpo IgM uma vantagem sobre o contato bivalente possível com anticorpos IgG.

Os anticorpos IgM também podem se ligar a pares de epítopos em diferentes vírions e reticulá-los para formar agregados. Ambos os modos de reconhecimento de antígenos podem funcionar simultaneamente.

Quais são os efeitos?

Com base nas descobertas em ratos, o DH1017.IgM parece ser um bom candidato para imunoterapia contra o ZIKV. Tal como outros flavivírus, o ZIKV induz anticorpos IgM persistentes que podem ajudar a neutralizar o vírus nos primeiros três meses de gravidez.

Isto é apoiado pela observação anterior de que, na maioria dos casos, a infecção pelo ZIKV desapareceu dentro de duas semanas após a infecção, provavelmente devido ao pico precoce de produção de anticorpos IgM que controlam o vírus. O presente estudo mostra que este também é o caso durante a gravidez.

Estudos futuros deverão examinar como os níveis de IgM se relacionam com a viremia persistente. Na mulher com o período mais longo de viremia, após o primeiro pico de atividade neutralizante de IgM, 14 dias após o início dos sintomas, ocorreu um segundo pico em ~70 dias, período durante o qual apareceu DH1017.IgM. A mutação somática desta linha celular sugere que se trata de uma célula B de memória que expressa IgM, talvez de um conjunto de células B de memória IgM+ e células plasmáticas que podem dar origem a anticorpos IgM neutralizantes específicos do isotipo.

O modo de neutralização poderia ser através da ligação a um epítopo quaternário que não se sabia anteriormente ser reconhecido por um anticorpo neutralizante forte. No entanto, este tipo de epítopo marca uma classe de mAbs IgG potencialmente neutralizantes. A sua utilização por este anticorpo IgM poderia prevenir a alteração conformacional fusogénica da proteína E e inibir a infecção.

A ultrapotência do DH1017.IgM deve-se principalmente à sua ligação multivalente, sugerindo que os anticorpos IgM podem “ocupar um nicho funcional reservado para IgM no contexto de patógenos com estruturas proximais repetitivas”. Além disso, a atividade do DH1017.IgM é aumentada na presença de complemento, reduzindo ainda mais o risco de EAM.

“É importante ressaltar que a proteção mediada por DH1017.IgM contra o desafio letal do ZIKV em camundongos recapitula a proteção e o controle viral conferidos por potentes anticorpos neutralizantes de IgG.”

No cenário atual, sem ensaios em curso da vacina contra o ZIKV devido à relativa raridade desta infecção, são urgentemente necessárias intervenções seguras na gravidez para reduzir o risco de ZIKV congénito. O DH1017.IgM pode ser uma medida para preencher esta lacuna, especialmente porque o IgM, ao contrário do IgG, não é transmitido através da placenta, reduzindo o risco de lesão fetal ou EAM na infância.

Referência:

• 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

.