quinta-feira, 19 de novembro de 2020

Vaccine News: Estudo da Universidade de Oxford adverte que a glicosilação de pico do SARS-CoV-2 revela a eliminação de candidatos à vacina COVID-19

Fonte: Vaccine News 19 de novembro de 2020

Vaccine News : Novos resultados de estudos alarmantes baseados em uma pesquisa de um cientista da Universidade de Oxford-Reino Unido agora colocaram várias vacinas que estão em desenvolvimento e logo serão usadas em massa sob um novo holofote.


A equipe do estudo revelou que a glicosilação específica do local difere entre proteínas de pico derivadas de SARS-CoV-2 e uma vacina candidata baseada em vetor viral. Uma quantidade significativamente alta de glicosilação não fisiológica pode prejudicar a capacidade de uma vacina candidata (como a vacina candidata ChAdOx1 nCoV-19 ou AZD1222) de induzir as respostas imunes desejadas.

 

SARS-CoV-2 é o patógeno causador da pandemia COVID-19 que, em 19 de novembro de 2020, ceifou 1.349.510 vidas em todo o mundo. O desenvolvimento da vacina se concentra na glicoproteína de pico trimérica viral como o alvo principal da resposta imune humoral. Picos virais carregam glicanos que facilitam a evasão imunológica, protegendo epítopos de proteínas específicas da neutralização de anticorpos. A integridade do imunogênio é, portanto, importante para as vacinas candidatas à base de glicoproteínas.

 

Aqui, a equipe de estudo mostra como a glicosilação específica do local difere entre os picos derivados de vírus e as proteínas dos picos derivados de uma vacina candidata contra a SARS-CoV-2 de vetor viral. Eles mostram que suas vias de secreção celular distintas resultam em diferentes padrões de glicosilação e secreção de proteínas, o que pode ter implicações para a resposta imune resultante e o projeto da vacina.

 

Os resultados do estudo foram publicados em um servidor de pré-impressão e atualmente estão sendo revisados ​​por pares. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.11.16.384594v1

 

A equipe de pesquisa também deve ser elogiada por tomar a iniciativa e ousadia de expor esses resultados do estudo em uma situação onde trilhões de dólares estão em jogo e certos produtos farmacêuticos e as empresas de biotecnologia não estão sendo transparentes e éticas.

 

O SARS-CoV-2, o agente causador da doença coronavírus 2019 (COVID-19), é um vírus de RNA de fita simples de sentido positivo com um tamanho de genoma de cerca de 30 kb. O vírus se espalha rapidamente de pessoa para pessoa, principalmente por meio de gotículas respiratórias. Além da implementação de medidas de controle não farmacológico (uso de máscaras, lavagem / higienização das mãos e restrição de movimentos), várias tentativas têm sido feitas para o desenvolvimento de terapêuticas e vacinas eficazes.

 

Apesar de muitas vacinas candidatas em potencial estarem em desenvolvimento, ainda é incerto o quão eficazes essas vacinas são em termos de indução e manutenção de respostas imunes específicas à SARS-CoV-2.   

 

Teoricamente, a interação entre a proteína do pico viral e a enzima conversora de angiotensina 2 (ACE2) do hospedeiro facilita a entrada do SARS-CoV-2 nas células hospedeiras. A proteína spike é uma proteína de superfície viral que sofre glicosilação ligada a N (adição de N-glicanos a 22 locais de glicosilação N) após sua síntese no retículo endoplasmático da célula hospedeira. A adição de O-glicanos ocorre no Golgi.

 

A glicosilação derivada do hospedeiro desempenha muitos papéis importantes na patobiologia viral, incluindo a mediação do dobramento e estabilidade da proteína viral, bem como influenciando o tropismo viral e a evasão imunológica. https: // www. sciencedirect.com/science/article/pii/S0304416519301333

 

Os picos triméricos que se projetam dos vírus são os principais alvos da resposta imune natural.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32075877/

 

Anticorpos neutralizantes que se ligam a esses picos, especialmente a S1, evitam a absorção celular de vírus pelo hospedeiro. Consequentemente, a maioria dos esforços de design de vacinas concentra-se na proteína S. A superfície de cada pico trimérico exibe até 66 glicanos ligados a N e um número indefinido de glicanos ligados a O. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.0c01056

 

Entender como o SARS-CoV-2 explora a glicosilação em proteínas S nativas ajudará a orientar o projeto racional de vacinas, já que os glicanos permitem a evasão imunológica, protegendo os epítopos de proteínas imunogênicas subjacentes dos anticorpos neutralização, como também observado para outros coronavírus. https://www.nature.com/articles/nsmb.3293?proof=t

 

https://www.pnas.org/content/117/3/1438.short?rss=1


Expressão diferencial e processamento de glicano de vírions e glicoproteínas de pico derivadas de vacina. O SARS-CoV-2 liga-se ao seu receptor ACE-2 e infecta as células, levando à liberação do genoma viral e à tradução das proteínas virais. A proteína Spike é co-translacionalmente N-glicosilada e forma trímeros no ER que trafegam para o ERGIC, onde são incorporados aos vírions em formação. Os vírions individuais continuam através da via secretora até o trans-Golgi antes de seguir uma rota de saída lisossomal. Para a vacina candidata, o DNA de pico é administrado por meio de um sistema de vetor de adenovírus e a proteína de pico é sintetizada no ER, onde é N-glicosilada e trimeriza como antes, mas como não é incorporado a um vírion de brotamento no ERGIC, continua pela via secretora e, via lisossomas, até a membrana plasmática. Em ambos os casos, as glicoproteínas de pico têm acesso à maquinaria de glicosilação do hospedeiro ligada a N e O. Após a clivagem da furina no trans-Golgi, S1 e S2 do vírus permanecem não covalentemente associados, enquanto a clivagem da furina do antígeno da vacina resulta na liberação do antígeno monomérico S1vacina. A análise de assinatura glicômica dessas duas proteínas mostra que os níveis de ocupação de glicosilação ligada a N, que são determinados no ER, são comparáveis ​​para o antígeno S1vírus e S1vacina, enquanto as glicoformas anexadas variam refletindo sua acessibilidade diferente às enzimas de processamento de glicano. O antígeno S1vaccine carrega não apenas níveis mais elevados de N-glicanos complexos, mas também é extensivamente O-glicosilado após a clivagem da furina no trans-Golgi, quando a maior parte do antígeno S1vaccine é liberado e secretado em uma forma monomérica solúvel.

 

Em outros casos, os glicanos constituem epítopos funcionais no reconhecimento imunológico, destacando ainda mais a necessidade de mimetismo molecular entre vírus e vacinas que são concebidos para preparar o sistema imunológico induzindo anticorpos neutralizantes. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3777863/

 

Deve-se notar que a glicosilação da proteína spike é essencial para manter a estabilidade da proteína viral, influenciando a infectividade viral e facilitando a evasão imunológica. Dentro das células hospedeiras, os picos virais são as moléculas mais frequentemente visadas pelos anticorpos neutralizantes. Assim, a maioria das vacinas candidatas são projetadas usando a proteína de pico viral como um antígeno para induzir as respostas imunes desejadas.

 

Verificou-se, no entanto, que tanto os glicanos ligados a N quanto os ligados a O na superfície do pico protegem os epítopos virais subjacentes do ataque de anticorpos neutralizantes do hospedeiro.

 

É importante que às vezes esses glicanos agem como epítopos virais para desencadear as respostas imunes da célula hospedeira. Portanto, o conhecimento adequado sobre o processo de glicosilação da proteína de pico é essencial para o desenvolvimento de uma vacina candidata eficaz.

 

O estudo teve como objetivo comparar o processo de glicosilação da proteína spike derivada do SARS-CoV-2 e uma vacina candidata baseada em vetor viral. Eles usaram células epiteliais do pulmão para cultivar SARS-CoV-2 e, subsequentemente, usaram um anticorpo monoclonal anti-SARS-CoV-2 para purificar a proteína spike. (Cepa SARS-CoV-2 usada: cepa Inglaterra / 02/2020)

 

Significativamente, a análise baseada em cromatografia líquida de ultra-desempenho de N-glicanos derivados de vírus exibiu 79% de N-glicanos do tipo complexo e 21% de oligomanose / N-glicanos híbridos. Em contraste, a análise de N-glicanos derivados da vacina exibiu 89% de N-glucanos do tipo complexo e apenas 11% de oligomanose / N-glicanos híbridos.

 

De forma alarmante, essas descobertas indicam que o processamento de glicano da proteína spike derivada de SARS-CoV-2 difere significativamente daquele da proteína spike derivada da vacina.

 

A equipe de estudo conduziu análises de espectrometria de massa para avaliar o processamento do glicano da proteína de pico. Eles observaram que o processamento de N-glicano da subunidade S1 da proteína spike é comparável entre o vírus e a vacina candidata. No entanto, eles observaram glicosilação ligada a O no local T678 na proteína spike derivada do vírus, que estava ausente na proteína spike derivada da vacina. Esta descoberta indica que a proteína spike viral mantém uma configuração mais flexível do que a proteína spike derivada da vacina.

 

A equipe de estudo expressou ainda mais a proteína spike (semelhante à vacina candidata) em células de mamíferos e comparou seu processo de glicosilação com a proteína spike derivada do vírus. Curiosamente, a subunidade S1 da proteína de pico expressa exibiu 96% de N-glicanos do tipo complexo e apenas 4% de N-glicanos do tipo oligomanose. Isso indica que, em comparação com a subunidade S1 da proteína de pico viral, a subunidade S1 da proteína de pico expressa é extensivamente processada por enzimas de glicosilação.

 

A equipe observou que o processamento extensivo de N-glicano é evitado no local N234 por causa da montagem espacial e temporal da proteína de pico no retículo endoplasmático do hospedeiro e no Golgi. Para as subunidades S1 derivadas da vacina e derivadas do vírus, este local permaneceu totalmente subprocessado (100% de oligomanose); no entanto, para a subunidade S1 derivada de proteína expressa, algum nível de processamento de glicano (75% de oligomanose) foi observado neste local.

 

Após análises posteriores, os pesquisadores observaram que a dissociação entre as subunidades S1 e S2 da proteína spike expressa ocorre no trans-Golgi e não na membrana plasmática celular. Ao expressar individualmente a subunidade S1 recombinante que não pode trimerizar, eles observaram 100% de N-glicanos do tipo complexo no local N234 e 100% de O-glicano no local T678.   

 Tomados em conjunto, os resultados do estudo indicam que o processamento de glicano de proteínas virais deve ser revisado criticamente antes de desenvolver vacinas candidatas contra a SARS-CoV-2. Uma quantidade significativamente elevada de N-glicanos complexos pode potencialmente cobrir epítopos virais, que por sua vez podem inibir a interação anticorpo-epítopo e prevenir a indução de respostas imunes desejadas. De acordo com a equipe do estudo, uma vacina candidata contendo proteína spike estabilizada na pré-fusão sem um local de clivagem proteolítica é ideal para induzir respostas imunológicas fortes e sustentadas. A inibição da liberação da subunidade S1 pela abolição do local de clivagem proteolítica é importante para a apresentação adequada do imunógeno de uma vacina candidata.

 

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