Um novo estudo potencialmente perturbador publicado em dezembro de 2020 no servidor de pré-impressão bioRxiv * sugere que a síndrome respiratória aguda grave coronavírus 2 (SARS-CoV-2) que está causando a atual pandemia de doença coronavírus 2019 (COVID-19) pode estar passando por mutações estratégicas que afetam a capacidade imunológica do hospedeiro de reconhecer e combater o patógeno via células T efetoras.
Resposta imunológica ampla
O vírus provoca um amplo espectro de respostas imunológicas, tanto inatas quanto adaptativas. Respostas de linfócitos T citotóxicos CD8 + (CTL) ocorrem nesses pacientes, em resposta ao reconhecimento de uma série de epítopos antigênicos. Os CTLs são muito importantes para eliminar a infecção, pois matam a célula infectada pelo vírus.
Esta ação é desencadeada pelo reconhecimento dos peptídeos virais exibidos na superfície da célula hospedeira, após serem especificamente apresentados pelo antígeno leucocitário humano certo (HLA) para ativar os CTLs correspondentes. O grupo de antígenos HLA é produzido pelos genes que codificam o complexo principal de histocompatibilidade de classe I (MHCI).
Existem muitas evidências de que o controle de CTL de alguns vírus de RNA leva ao surgimento de mutações virais que impedem o reconhecimento restrito de MHC-1 de antígenos virais com subsequente morte pelos CTLs.
Detalhes do estudo
O presente estudo teve como objetivo compreender o efeito das mutações SARS-CoV-2 na apresentação do peptídeo viral via MHC-I. Eles usaram métodos de sequenciamento profundo com o genoma viral e bioinformática para analisar os resultados. Os genomas vieram de isolados virais de 747 amostras de pacientes.
Os pesquisadores examinaram 27 epítopos CTL que foram apresentados pelo subtipo comum HLA-A * 02: 01, tendo uma frequência de alelo de 0,29 na Áustria, e pelo subtipo menor HLA-B * 40: 01 (frequência de alelo 0,03- 0,05 na Áustria).
Eles descobriram cerca de 200 mutações que resultaram em substituições de aminoácidos em epítopos CTL, todos presentes em frequências de 0,02 ou mais, em cerca de 230 amostras. As frequências de 33 deles estavam entre 0,1 e 0,5. Nove mutações se tornaram o alelo padrão em 53 amostras de diferentes pacientes. Alguns dos epítopos se sobrepuseram, resultando em 207 epítopos diferentes. Destes, 27 estavam em resíduos de ancoragem, enquanto os resíduos auxiliares foram afetados por 14 mutações. Ambos os tipos de aminoácidos são essenciais para a apresentação do peptídeo MHC-I.
Emergência independente de mutações
Foram encontradas várias variantes que surgiram independentemente em diferentes indivíduos após a infecção.
Os pesquisadores analisaram as mutações fixas em mais de 145.000 sequências recuperadas do banco de dados da Global Initiative for Sharing All Influenza Data (GISAID). Este conjunto de dados global mostrou mutações em até 7,34% dos epítopos. Cada um dos 27 epítopos de CTL tinha 10-11.700 mutações não sinônimas, sendo a média 807. As mutações de baixa frequência identificadas na análise atual também foram encontradas no GISAID como mutações fixas.
Uma mutação de alanina para valina em um epítopo foi encontrada em mais de 75 das sequências analisadas. Este alelo específico foi relatado pela primeira vez em junho de 2020, mas agora é uma mutação definidora do subclado 20A.EU1. No entanto, constatou-se que isso estava presente em amostras coletadas de março a abril, embora com baixa frequência. Isso apóia o surgimento da mesma mutação de forma independente em diferentes indivíduos.
Curiosamente, a amostragem longitudinal dos mesmos pacientes mostrou que os epítopos mutantes surgiram em um período posterior da infecção. Isso sugere que a pressão de seleção positiva devido à atividade efetora de CTL estava moldando essas mutações.
Força de ligação mais fraca para epítopos CTL
Os estudos de modelagem para estimar a força de ligação dos peptídeos no tipo selvagem e vírus mutantes para HLA-A * 02: 01 e HLA-B * 40: 01 mostraram uma ligação mais fraca do peptídeo para MHC-I.
Os pesquisadores escolheram 11 e 17 peptídeos de tipo selvagem e mutante, respectivamente, que foram previstos para ter menor força de ligação, testando-os contra proteínas HLA-A * 02: 01 ou HLA-B * 40: 01 recombinantes. Eles descobriram que os peptídeos do tipo selvagem do 11 de setembro se ligaram a esses antígenos HLA, estabilizando sua estrutura por meio de uma forte ligação em temperatura fisiológica.
Dos mutantes, no entanto, 11 tinham capacidade de ligação e estabilização reduzida para MHC-I. MEVTPSGTWL é um peptídeo que se liga apenas ao alelo menor HLA-B * 40: 01 e não ao HLA-A * 02: 01. Outros mutantes mostraram ligação fraca ou nenhuma ligação, respectivamente. Um dos epítopos de CTL previstos não foi ligado a péptidos de tipo selvagem ou mutantes.
Mutações causam quebra de MHC-I
Os pesquisadores então construíram tetrâmeros carregados de peptídeo de ambos os antígenos HLA, para peptídeos de tipo selvagem e mutantes. Eles descobriram que o último tipo de tetrâmero se ligava a células T cognatas em resposta à ativação do receptor de células T a 4 ° C, mas não a 37 ° C. A razão mais provável foi a perda de peptídeo levando à quebra da estrutura do MHC-I.
Mutações enfraquecem a resposta imune celular
Eles também analisaram as respostas de células efetoras específicas de peptídeos em células mononucleares do sangue periférico (PBMCs), obtidas de pacientes com COVID-19 com qualquer um desses alelos. A estimulação de PBMCs compatíveis com HLA com esses peptídeos confirmou que eles eram epítopos de células T reais. Essas células T estimuladas por vírus mostraram secreção de interferon-gama. No entanto, os peptídeos mutantes reduziram a resposta imune, com menos CTLs tetrâmeros positivos e menor secreção de IFN-gama.
Quais são as implicações?
Existe a hipótese de que a proteína SARS-CoV-2 ORF8 reduz a expressão de moléculas MHC-I na célula hospedeira, mas mais estudos são necessários. As descobertas deste estudo atual mostram que as células T efetoras podem dar origem a mutações SARS-CoV-2 que escapam à vigilância imunológica. “Esses resultados implicam que as mutações encontradas em isolados de SARS-CoV-2 promovem o escape imunológico do reconhecimento dependente de HLA por CTLs.”
As baixas frequências das mutações não sinônimas mostraram que elas não se tornaram fixas, talvez por causa dos curtos períodos de infecção com esse vírus em comparação com o HIV ou HCV. Além disso, o fato de haver muitos perfis de HLA separados na população afeta a disseminação do vírus, uma vez que, para cada indivíduo, existem diferentes conjuntos de epítopos CTL que são desencadeados pela infecção. Assim, diferentes pressões de seleção foram exercidas por esses diversos subconjuntos, que moldam diferentes escapes mutacionais virais. Mais trabalho é necessário para entender como as mutações de epítopo único afetam o controle do vírus.
- Agerer, B. et al. (2002). O SARS-CoV-2 escapa da vigilância das células T CD8 por meio de mutações em epítopos restritos ao MHC-I. pré-impressão bioRxiv . doi: https://doi.org/10.110/2020.12.18.423507 , https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.12.18.423507v
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