Respuesta más rápida a las nuevas variantes de virus
Los investigadores han desarrollado un método para identificar de forma rápida y fiable las mutaciones responsables del escape inmunitario
Los virus son maestros del disfraz. Cuando nuestro sistema inmunitario les presiona demasiado, envían nuevas variantes del virus que ya no son reconocidas por las células inmunitarias. Escapan a nuestro sistema inmunitario mutando las estructuras del virus que son reconocidas por los anticuerpos. Para adaptar las vacunas a las nuevas variantes de virus circulantes lo antes posible, primero es necesario averiguar cuáles de las numerosas mutaciones son realmente responsables de la huida inmunitaria de una nueva variante de virus. Investigadores del Centro Helmholtz para la Investigación de Infecciones (HZI), en colaboración con la Facultad de Medicina de Hannover (MHH), han desarrollado un método denominado escaneo mutacional inverso que puede utilizarse para detectar tales mutaciones de forma rápida y fiable. El estudio se ha publicado en la revista Nature Communications.
Los virus tienen todo tipo de trucos bajo la manga. A menudo, patógenos como el SARS-CoV-2 no tardan mucho en adaptarse y escapar al reconocimiento inmunitario. Los virus con mutaciones, que evaden el reconocimiento inmunitario de forma más eficaz que el virus original, tendrán una ventaja selectiva y prevalecerán con el tiempo, dominando cada vez más el panorama de las infecciones. "Si la nueva variante del virus puede escapar con éxito a la respuesta inmunitaria, ya no basta con haberse recuperado de una de las variantes anteriores o haberse vacunado con una vacuna previamente eficaz", afirma el Prof. Luka Cicin-Sain, jefe del departamento de "Inmunología vírica" del HZI. "Con el desarrollo de vacunas, siempre estamos jugando a ponernos al día con la propagación de nuevas variantes de escape. Es la naturaleza misma de la evolución de los virus. No obstante, tenemos que ser más listos que los virus y reducir sus ventajas, tanto en el caso de los que circulan actualmente como en el de los que aparecerán en futuras pandemias".
Una rápida identificación de las mutaciones cruciales para la huida inmunitaria permite adaptar rápidamente las vacunas a las nuevas variantes del virus. En su estudio actual, el equipo dirigido por Cicin-Sain presenta un nuevo y prometedor enfoque para hacer precisamente eso. Se basa en un método previamente establecido denominado exploración mutacional: Cada mutación encontrada en la nueva variante se introduce por separado en el virus original para generar una biblioteca de mutantes del virus. Los efectos de cada mutación individual pueden así definirse comparando los mutantes de la biblioteca con el original y con la nueva variante del virus. Sin embargo, en su estudio, los investigadores del HZI modificaron el procedimiento introduciendo las mutaciones una a una en la nueva variante del virus para que se pareciera al virus original en cada posición. Así pues, utilizaron la metodología a la inversa, por lo que la denominaron escaneo mutacional inverso.
Cómo funciona el escaneo mutacional inverso
¿En qué consiste exactamente el proceso de escaneo mutacional inverso y cómo lo llevó a cabo el equipo de investigación? Para probar su nuevo enfoque, los científicos examinaron variantes virales del SARS-CoV-2 como ejemplo. Querían averiguar cuáles de las 33 mutaciones que distinguen la variante BA.2.86 del virus de la variante BA.2 original son responsables del escape inmunitario.
Utilizando métodos genéticos avanzados, los investigadores produjeron los llamados pseudovirus, que utilizan la proteína pico del SARS-CoV-2 para entrar en las células, pero son incapaces de replicarse y, por tanto, son inocuos para los seres humanos y el medio ambiente. Los investigadores partieron de la nueva variante del virus con escape inmunitario, es decir, BA.2.86. "Para averiguar qué mutaciones son responsables del escape inmunitario de esta variante del virus, creamos varios pseudovirus en los que se invertía una de las 33 mutaciones diferentes, en el sentido del virus original BA.2", explica la Dra. Najat Bdeir, científica del departamento de "Inmunología vírica" del HZI y primera autora del estudio. En experimentos celulares exhaustivos, los investigadores estudiaron la capacidad de las células inmunitarias para combatir los respectivos pseudovirus. Para ello, utilizaron muestras "de la vida real". "Para el estudio, pudimos proporcionar sueros sanguíneos de una cohorte de 40 personas que trabajaban en el sector sanitario", explica el Prof. Georg Behrens, del Departamento de Reumatología e Inmunología de la Facultad de Medicina de Hannover. "Los participantes habían sido vacunados varias veces, incluso con la vacuna entonces vigente que era eficaz contra Omicron XBB.1.5".
"¡Hacia atrás nos lleva hacia delante!"
Utilizando la exploración mutacional inversa, los investigadores identificaron que tres mutaciones en la proteína de la espiga eran responsables del escape inmunitario. Pero, ¿por qué es importante empezar con la nueva variante del virus e invertir las mutaciones individuales, aplicando así el escaneo mutacional "a la inversa"? "Esto es importante porque nuestras células inmunitarias son muy diversas. Pueden fabricar anticuerpos que se unen a distintas partes del virus y bloquear así el proceso de infección", explica Cicin-Sain. "Si partimos de la variante original e insertamos una mutación en una zona que realmente es reconocida por los anticuerpos, hay una alta probabilidad de que los anticuerpos que se unen a otra parte del virus sigan reconociendo y neutralizando el virus". La contribución real de la mutación al escape inmunitario no puede detectarse adecuadamente de este modo. Así que tenemos que partir de la nueva variante y trabajar hacia atrás desde ahí - ¡hacia atrás nos lleva hacia delante!".
Los investigadores esperan que su nuevo método sirva también para avanzar y acelerar el desarrollo de futuras vacunas. Con el escaneo mutacional inverso, podrían analizarse otros virus y sus variantes en busca de mutaciones responsables del escape inmunitario. "También sería concebible utilizar este nuevo método para entrenar el aprendizaje automático y los modelos de IA para predecir qué mutaciones potenciales de un virus podrían conducir al escape inmune", dice Cicin-Sain. "Si pudiéramos producir vacunas basadas en vacunas preadaptadas, ¡seríamos más rápidos que el virus!".
Además del departamento de "Inmunología vírica" de Luka Cicin-Sain, también participó en este estudio el departamento de "Estructura y función de las proteínas" del HZI, a cargo del Prof. Wulf Blankenfeldt. Científicos del Centro de Medicina Individualizada de Infecciones (CiiM), del Centro Alemán de Primates - Instituto Leibniz para la Investigación de Primates y del Instituto Leibniz DSMZ - Colección Alemana de Microorganismos y Cultivos Celulares, junto con el Centro Alemán para la Investigación de Infecciones (DZIF) también contribuyeron con su experiencia a este estudio.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Najat Bdeir, Tatjana Lüddecke, Henrike Maaß, Stefan Schmelz, Ulfert Rand, Henning Jacobsen, Kristin Metzdorf, Upasana Kulkarni, Anne Cossmann, Metodi V. Stankov, Markus Hoffmann, Stefan Pöhlmann, Wulf Blankenfeldt, Alexandra Dopfer-Jablonka, Georg M. N. Behrens, Luka Čičin-Šain; "Reverse mutational scanning of SARS-CoV-2 spike BA.2.86 identifies epitopes contributing to immune escape from polyclonal sera"; Nature Communications, Volume 16, 2025-1-18
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