Así mutan los anticuerpos humanos para neutralizar el virus del covid

Aunque en estudios anteriores se había demostrado que los anticuerpos se unían a Spike, esta nueva investigación revela cómo la vacuna original de Moderna contra el SRAS-CoV-2 podía inducir al organismo a producir anticuerpos contra las posteriores variantes Ómicron del SRAS-CoV-2. Los investigadores también capturan estructuras tridimensionales muy detalladas de tres prometedores anticuerpos neutralizantes unidos a Spike. De hecho, estudios en ratones sugieren que algunos de estos anticuerpos podrían ayudar a prevenir casos graves de Covid-19.

«Para frenar la próxima pandemia y proteger a la población de la reaparición estacional de la actual necesitamos anticuerpos con la mayor capacidad posible de respuesta, es decir, anticuerpos que no se escapen», afirma Erica Ollmann Saphire, autora principal del nuevo estudio que se publica en «Cell Reports».

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«El análisis detallado de la respuesta inmunitaria de esa persona descubrió anticuerpos que siguen siendo eficaces contra muchas variantes del Ómicron», añade Kathryn Hastie, colíder del estudio y directora del Centro de Descubrimiento de Anticuerpos del Instituto de Inmunología La Jolla. «Ahora tenemos que averiguar cómo potenciar estos anticuerpos que queremos frente a otros que son menos eficaces».

A lo largo de la pandemia, los científicos de este centro han recogido muestras de sangre de personas en San Diego, y de laboratorios de todo el mundo, con el objetivo de comprender las funciones de las distintas células inmunitarias en la lucha contra el SARS-CoV-2.

Los anticuerpos se encuentran entre la élite del sistema inmunitario. Estas moléculas son producidas por los linfocitos B y cada anticuerpo tiene una estructura específica destinada a unirse a una diana concreta de un patógeno. Es como si los linfocitos B vieran una diana en un patógeno y se pusieran a fabricar sus flechas.

Los anticuerpos analizados eran de un voluntario de estudios clínicos que recibió dos dosis de la vacuna Moderna contra el SARS-CoV-2. La vacuna Moderna actúa incitando al organismo a fabricar la proteína Spike -un fragmento de la diana vírica- para que pueda empezar a trabajar en sus anticuerpos y demás armamento contra el virus real.

Las muestras del voluntario del estudio se recogieron a principios de 2021, antes de la aparición de la Ómicron. Esto significa que los anticuerpos producidos por el voluntario se debieron a la vacunación y no a la exposición al Ómicron.

La variante Ómicron del SARS-CoV-2 apareció a finales de 2021 y se propagó rápidamente. Ómicron se diferenciaba de otras variantes porque contenía mutaciones que le ayudaban a eludir la protección de las células inmunitarias. Muchos anticuerpos diseñados para combatir variantes anteriores del SARS-CoV-2 no funcionaban frente a Ómicron.

Por suerte, no todo el mundo produce los mismos tipos de anticuerpos. De hecho, la composición de las células que combaten el virus y de los anticuerpos varía enormemente en cada persona. Para el nuevo estudio, los investigadores empezaron con una reserva de anticuerpos del voluntario de San Diego. Al igual que muchas de las personas que recibieron las dos primeras inyecciones de la vacuna Moderna, esta persona produjo un sólido conjunto de anticuerpos capaces de neutralizar la variante ancestral D614G del SARS-CoV-2.

A medida que surgían nuevas variantes víricas preocupantes, los investigadores analizaron esta reserva para ver cuántos anticuerpos podían seguir uniéndose al virus mutado.

«Descubrimos que este conjunto de anticuerpos también podía neutralizar otras variantes, como la delta y la Ómicron», explica Hastie.

Descubrieron que el sujeto mantenía niveles de moderados a altos de anticuerpos contra los linajes Beta, Delta y Ómicron BA.1, BA.1.1 y BA.2. Entre estos anticuerpos supervivientes, los investigadores descubrieron cinco anticuerpos que disminuían la infectividad de BA.1 en más de un 85%.

A continuación, sometieron estos cinco anticuerpos restantes a otra batería de pruebas, y algunos de esllos se mostraron eficaces.

Los científicos mapearon estas vulnerabilidades en Spike utilizando una técnica de imagen de alta resolución llamada criomicroscopía electrónica. «Nos interesaba mucho ver cómo reconocen estos anticuerpos la proteína Spike y su estructura», explica Xiaoying Yu, investigadora postdoctoral. «Este trabajo estructural nos permite ver exactamente cómo interactúan los anticuerpos con la proteína y cómo pueden neutralizar el virus».

El trabajo de imagen reveló que dos de los prometedores anticuerpos se unen al Spike del SARS-CoV-2 enganchándose a dos partes de la proteína a la vez. Al capturar a Spike en una especie de abrazo de la muerte, estos anticuerpos bloquean la estructura vírica para detener la infección. Este hallazgo concuerda con otro estudio reciente de «Cell Reports» del laboratorio Saphire que muestra la importancia de los anticuerpos bivalentes contra las variantes del SARS-CoV-2.

¿Podrían recrearse estos tres prometedores anticuerpos en un anticuerpo terapéutico para tratar la Covid-19? Los resultados obtenidos en un modelo de ratón son alentadores. El equipo descubrió que cada anticuerpo por sí solo podía reducir la carga viral en los pulmones de ratones infectados con CoV-2 BA.1 y BA.2 del SRAS.

En el futuro, los investigadores tienen previsto someter más anticuerpos humanos a este mismo proceso, desde el aislamiento del anticuerpo hasta el cribado, el análisis estructural y los experimentos con modelos animales. «Ahora podemos llevar a cabo todo el proceso de descubrimiento de anticuerpos», afirma Yu. «Esta investigación nos ayudará a combatir las variantes que tenemos ahora y nos dará objetivos para el desarrollo de futuras vacunas y terapias».