Evaluación de las respuestas de células T de reacción cruzada entre el SARS-CoV-2 y los coronavirus humanos del resfriado común

La pandemia en curso de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19), causada por el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2), ha resultado en una alta mortalidad y morbilidad en todo el mundo.

Se ha informado que las infecciones por SARS-CoV-2 tienen diversas presentaciones clínicas, desde asintomáticas hasta enfermedad grave y muerte. Sin embargo, la mayoría de las infecciones por SARS-CoV-2 resultan en síntomas leves.

Estudiar: Los epítopos de células T CD4 del SARS-CoV-2 con reacción cruzada ampliamente reconocidos están muy conservados en los coronavirus humanos y se presentan mediante alelos HLA comunes. Crédito de la imagen: Fotos de CI/Shutterstock

Se ha encontrado que las personas mayores y las personas con comorbilidades desarrollan síntomas graves de la enfermedad con una alta mortalidad. Se ha observado que el polimorfismo genético junto con las variaciones relacionadas con la edad en la inmunidad innata y adaptativa desempeñan un papel fundamental en la diferencia de los resultados clínicos.

Este artículo de noticias fue una revisión de un informe científico preliminar que no se había sometido a una revisión por pares en el momento de la publicación. Desde su publicación inicial, el informe científico ahora ha sido revisado por pares y aceptado para su publicación en una revista científica. Los enlaces a los informes preliminares y revisados por pares están disponibles en la sección Fuentes al final de este artículo. Ver fuentes

Fondo

La patogenia local y sistémica del SARS-CoV-2 se puede atribuir a la reducción del interferón tipo I, la inmunidad antiviral deficiente en las células epiteliales nasales, el reclutamiento y la activación de neutrófilos y el perfil atípico de citocinas en sangre periférica.

El papel de las células T aún no se comprende completamente en este contexto, aunque los estudios han demostrado que los recuentos bajos de células T CD4+ y CD8+ están asociados con una enfermedad grave. Se ha observado que la gravedad máxima está inversamente correlacionada con la frecuencia de células T CD8+ productoras de IFN-γ específicas del SARS-CoV-2. Además, se encontró que las respuestas tempranas de células T CD4+ estaban asociadas con una enfermedad leve.

Además del SARS-CoV-2 que ha causado la pandemia actual, se sabe que otros seis coronavirus infectan a los humanos. Estos coronavirus incluyen los beta-coronavirus SARS y MERS altamente patógenos, los alfa coronavirus 229E y NL63 menos patógenos y los beta coronavirus OC43 y HKU1. Los informes posteriores al descubrimiento del virus del SARS original sugieren que las células T de individuos no expuestos fueron capaces de reconocer antígenos del SARS procesados y presentados naturalmente incluso antes de la infección.

Los estudios han sugerido que infecciones previas con coronavirus del resfriado común (HCoV) pueden haber dado lugar a respuestas cruzadas específicas del SARS en individuos no expuestos. Sin embargo, se encontró que las células T de personas que no habían sido previamente infectadas con SARS tenían una respuesta deficiente en comparación con las células T CD8+ de personas previamente infectadas con SARS.

Los estudios sobre la reactividad cruzada inmune entre los coronavirus humanos han ganado importancia debido a la aparición del SARS-CoV-2. Se descubrió que tanto los individuos infectados con SARS-CoV-2 como los individuos no expuestos poseían anticuerpos de reacción cruzada contra el SARS-CoV-2 y la proteína de pico de HCoV. Además, se descubrió que las personas que tenían una infección reciente con HCoV tenían infecciones por COVID-19 menos graves.

Varios estudios sugirieron que se ha encontrado reactividad de las células T en hasta el 50 por ciento de las personas que no han estado expuestas al SARS-CoV-2. Un estudio reciente informó que varias personas que habían estado expuestas al SARS-CoV-2 no dieron positivo para la infección debido a la respuesta temprana de las células T. Aunque existe una alta prevalencia de infección por HCoV y homología de secuencia con el SARS-CoV-2, la relación definitiva entre la respuesta de células T previa a la infección y la infección previa por HCoV no está clara.

Un nuevo estudio publicado en el servidor de preimpresión bioRxiv* investigó las respuestas de proteína de pico de SARS-CoV-2 dirigidas por células T de reacción cruzada que se aislaron de personas convalecientes de COVID-19 junto con donantes previamente no infectados que involucraron donantes prepandémicos muestreados entre 2015 y 2018 e individuos asintomáticos seronegativos que fueron muestreados durante la pandemia

Sobre el estudio

El estudio involucró la generación de líneas de células T expandidas de péptidos individuales o de un grupo de péptidos a partir de células mononucleares de sangre periférica (PBMC) recién aisladas o congeladas, seguido de un ensayo ELISpot de IFN-γ. A partir de entonces, la tinción de citocinas intracelulares (ICS) se realizó utilizando el in vitro células T expandidas.

Los clones de células T se aislaron de las PBMC seguido de un ensayo de estimulación y bloqueo. Se llevó a cabo un ensayo de unión de péptidos para medir la unión de péptidos en pico. A esto le siguió la tinción con tetrámero, la clasificación de las células DP4-163/164, la secuenciación del receptor de células T (TCR) y los análisis de clonotipos.

Hallazgos del estudio

Los resultados indicaron que un donante de COVID-19 mostró fuertes respuestas de IFN-γ a los conjuntos de péptidos de la proteína de pico (S), membrana (M), nucleocápside (N) pero no de la envoltura (E) del SARS-CoV-2. Sin embargo, las respuestas a las proteínas pico (S) de los cuatro HCoV fueron comparativamente más débiles. Además, se observó que las respuestas al grupo de SARS-CoV-2 S se expandieron después de la estimulación con el grupo de HCoVs S. Un donante previo a la pandemia también informó respuestas de células T IFN-γ a grupos S de cada uno de los cuatro HCoV junto con péptidos S del SARS-CoV-2.

Los resultados de la ex-vivo estudios fueron similares a los in vitro los estudios, excepto el 42 por ciento de los donantes no infectados, mostraron respuestas positivas de IFN-γ específicas para el grupo de SARS-CoV-2 S después in vitro expansión en comparación con el 10 por ciento observado en el caso de ex-vivo. Ex-vivo También se observaron respuestas contra grupos de HCoVs S en la mayoría de los donantes con COVID-19 y no infectados.

Los resultados también indicaron tres pares de péptidos superpuestos en la secuencia de la proteína S del SARS-CoV-2 que podrían servir como epítopos para las respuestas de células T de reacción cruzada. Estos tres péptidos superpuestos eran 198/199, 190/191 y 163/164. Entre 10 donantes de COVID-19 convalecientes, 5 mostraron respuestas ex vivo a 163/164, y cada donante reconoció 190/191 y 198/199. Siguiente in vitro expansión con grupos de HCoV S, se encontró otro donante positivo para el péptido 163/164.

Además, los tres epítopos de reacción cruzada se identificaron a partir del dominio S2′ de la proteína S. La secuencia 163/164 comprendía el sitio de escisión S2′ y el péptido de fusión (FP), 190/191 está ubicada en la primera región repetida del heptapéptido y 198/199 está ubicada entre las repeticiones 1 y 2 del heptapéptido. Se encontró que estas regiones eran altamente conservado entre las variantes de SARS-CoV-2, incluidas Omicron y Delta.

Se informó que las células T que respondieron a la expansión en su mayoría eran CD4+. Por lo tanto, se puede concluir que los péptidos 163/164, 190/191 y 198/90 contienen epítopos presentados predominantemente por proteínas MHC-II. Además, se encontró que tanto los clones restringidos por DP4 como los clones restringidos por DQ-5 se unían a epítopos dentro de la secuencia 163/164 con un cambio de registro de tres residuos entre los epítopos centrales. Se encontró que los clones restringidos por DQ5 reconocían secuencias peptídicas mínimas de 6 a 9 residuos mientras que los clones restringidos por DP4 reconocían secuencias peptídicas mínimas de 9 residuos.

La alineación de los epítopos centrales de DQ5 y DP4 mostró que las posiciones P2, P5 y P8 estaban conservadas al 100 % en las secuencias de SARS-CoV-2 y HCoV. Otros residuos de DQ5 y DP4 están menos conservados, lo que explica la preferencia de unión a varios homólogos. Además, se observó que el epítopo SARS-CoV-2 163/164 se reconoce ampliamente en donantes no expuestos, convalecientes y vacunados con ARNm.

La tinción con tetrámero validó la importancia del tetrámero DP4-163/164 en la detección de poblaciones de células T con reacción cruzada de SARS-CoV-2 y HCoV. Los resultados también identificaron un repertorio muy diverso de TCR que reconocían el péptido 163/164. Se encontró que el intercambio de genes TRAV y TRBV entre los donantes era bastante limitado.

El estudio actual fue capaz de identificar un epítopo de pan-coronavirus que podría ser responsable de la respuesta de células T de reacción cruzada. Se descubrió que el epítopo estaba muy conservado entre los coronavirus humanos, así como entre las variantes preocupantes del SARS-CoV-2. Estas secuencias conservadas pueden ser útiles en estudios relacionados con la inmunidad preexistente de HCoV a la gravedad o incidencia de COVID-19. Además, también deben considerarse para su inclusión en la vacunación pan-coronavirus.

Limitaciones

El estudio tuvo ciertas limitaciones. En primer lugar, las poblaciones no secretoras de IFN-γ no se consideraron en la determinación de las respuestas de reacción cruzada.

Segundo, in vitro las condiciones de cultivo pueden tener un impacto en la respuesta de las células T de reactividad cruzada con respecto a la participación de la mayoría de las células T CD4+.

En tercer lugar, el tamaño de la muestra del estudio fue pequeño y, por último, el estudio no determinó qué donantes estuvieron expuestos previamente a qué HCoV.