Исследователи выделяют IgM, демонстрирующий ультрапотентную нейтрализацию, из инфицированной вирусом Зика беременной женщины

Недавнее исследование, опубликованное в журнале Cell Press, показало, что плазменные иммуноглобулины изотипа M (IgM), полученные во время беременности, обладают исключительным нейтрализующим потенциалом вируса Зика (ZIKV).

Справочная информация

Инфекции ZIKV во время беременности повышают риск вертикальной передачи вируса от матери к плоду. Последующая угроза врожденных нарушений нейроразвития затрагивает до 14% новорожденных.

Как и другие флавивирусы, инфекция ZIKV вызывает гуморальный иммунный ответ, характеризующийся стойкими антителами IgM в сыворотке крови. Предыдущие исследования показали, что специфические для ZIKV моноклональные антитела IgM (mAbs), сформированные во время беременности, являются критическими компонентами защитного иммунитета против ZIKV. Тем не менее, исследования не характеризовали эти специфические для ZIKV IgM mAbs.

Об исследовании

В данном исследовании ученые выделили пентамерный ZIKV-специфический IgM (DH1017.IgM) от инфицированной беременной женщины, чтобы охарактеризовать его и развить понимание механизмов действия изотипа IgM против ZIKV.

Они использовали образцы плазмы крови из когорты беременных женщин с серологически подтвержденной инфекцией ZIKV из вспышки ZIKV 2015-2016 годов, поразившей Бразилию. Серологические исследования подтвердили, что большинство из этих женщин также имели предшествующий контакт с вирусом денге (DENV), так называемый вторичный ZIKV.

Исследователи включили в исследование два первичных и восемь вторичных случаев заражения ZIKV, у которых они собрали образцы в период от восьми до 406 дней после появления симптомов (DPS). Кроме того, они собрали несколько продольных образцов у испытуемого P73, у которого виремия продолжалась до 42 дней после появления симптомов. Все беременные женщины в исследуемой когорте имели адекватные нейтрализующие антитела к ZIKV в сыворотке крови при родах.

Следует отметить, что у 10 человек из этой когорты также были обнаружены ZIKV-связывающие IgM в плазме крови, которые присутствовали до 406 дня после инфицирования у испытуемого P73. Итак, исследователи измерили общий титр IgM и IgG, уровень ZIKV-связывающего IgG и нейтрализацию ZIKV в парных образцах после имитации и фактического истощения IgM. Таким образом, они оценили вклад плазменного IgM в нейтрализацию ZIKV у беременных женщин.

Далее исследователи изучили пул В-клеток испытуемого P73, чтобы найти В-клетки, которые вырабатывали нейтрализующие ZIKV IgM Abs. Они отсортировали исходные В-клетки DH1017 из нефракционированного пула В-клеток, в котором наряду с наивными В-клетками присутствовали В-клетки памяти с переключением класса и без переключения класса.

Кроме того, исследователи провели исследования in vivo, чтобы оценить эффективность DH1017.IgM против инфекции ZIKV в мышиной модели. Кроме того, они охарактеризовали эпитопы DH1017 с помощью электронной микроскопии и реконструкции одиночных частиц. Наконец, они экспериментально подтвердили мультивалентный способ распознавания антигена DH1017.IgM.

Результаты исследования

Результаты исследования показали решающую роль сывороточных IgM Abs в борьбе с инфекцией ZIKV на ранней стадии. Так, исследователи отметили временную связь между ранним пиком IgM в сыворотке крови у беременных женщин и устранением ZIKV-инфекции в течение 10-14 дней от начала заболевания.

Действительно, раннее появление, то есть до появления IgG-ответов и сохранения циркулирующих IgM, помогло беременным женщинам достичь быстрой нейтрализации ZIKV. Однако необходима дополнительная работа для установления взаимосвязи между качеством IgM в плазме и разрешением длительной виремии, как это наблюдалось у испытуемой P73.

У этого участника также имелся предшествующий иммунитет к DENV, однако DH1017.IgM не связывался с DENV, что указывает на то, что он не был вовлечен в отзывной иммунный ответ.

Кроме того, авторы не обнаружили дополнительных мутаций или мАбс DH1017.IgG с переключением класса в линиях В-лимфобластоидных клеток DH1017.IgM (B-LCL), что говорит о том, что эти В-клетки не подвергались соматическим гипермутациям (SHM) и переключению класса в течение нескольких раундов расширения клеток.

Вероятно, В-клетки памяти, экспрессирующие IgM, дали начало В-ЛКЛ DH1017.IgM. Таким образом, исследователи предположили, что IgM+ В-клетки памяти, вероятно, являются источником всех nAbs, связывающих вирионы в зависимости от изотипа. Однако в будущих исследованиях следует выяснить, являются ли они предпочтительным источником IgM-НКБ к вирусу ZIKV.

Еще одним интригующим наблюдением стало то, что класс мощных IgM мАбс распознает и связывается с четвертичным эпитопом ZIKV, что отличается от ранее идентифицированных мощных ZIKV-специфических мАбс. Скорее всего, мультимерная структура изотипа IgM облегчает это связывание при высоких порядках валентности.

Узкополосная сканирующая микрография (NSEM) показала, что пять димеров E в домене II ZIKV одновременно связаны через IgM-специфический антигенраспознающий мультивалентный режим, демонстрируя функциональное преимущество DH1017.IgM по сравнению с изотипом IgG.

Микрофотографии NSEM ZIKV также показали агрегацию вирионов в присутствии DH1017. IgM - мощный режим вирусной нейтрализации. Пятикратное превышение дозы DH1017. IgG достигала биологического эффекта, сравнимого с DH1017.

IgM, что еще больше подтверждает его исключительную ультрапотенцию против патогенов с повторяющимися проксимальными структурами, таких как ZIKV. Будущие исследования должны изучить, являются ли эпитопы, отличные от эпитопа DH1017, также благоприятными для таких мультивалентных взаимодействий антител. Тем не менее, пятикратная ось симметрии на поверхности вириона остается критической для таких взаимодействий.

Выводы

Для снижения риска врожденной передачи вируса ZIKV срочно необходимы эффективные терапевтические меры, которые также безопасны и легко применяются у беременных женщин. Кроме того, в настоящее время проводится лишь несколько испытаний эффективности вакцин против ZIKV из-за его низкой циркуляции. В этом сценарии DH1017.IgM может быть подходящим пассивным вмешательством для защиты от инфекции ZIKV.

Более того, поскольку мАбс IgM не переносятся через плаценту, они не будут представлять никакого риска токсичности для плода. Кроме того, их период полураспада значительно короче, чем у IgG мАбс. В настоящее время проводятся клинические испытания 20 IgM mAbs, и их предварительные результаты свидетельствуют о безопасности и переносимости вводимых IgM mAbs.

Тем не менее, необходимо продолжить исследования на моделях беременных животных, чтобы оценить, может ли DH1017.IgM защитить от инфекции плод и предотвратить его повреждение путем снижения материнской виремии.

Источник: https://www.news-medical.net/news/20230327/Researchers-isolate-an-IgM-exhibiting-ultrapotent-neutralization-from-a-Zika-virus-infected-pregnant-woman.aspx