Coronavírus humanos podem aumentar a imunidade através de Cistanche

Abstrato

Há muito interesse na imunidade de anticorpos ao coronavírus. Não está claro, no entanto, se os coronavírus evoluem para escapar dessa imunidade e, em caso afirmativo, com que rapidez. Aqui, abordamos essa questão descrevendo a evolução histórica do coronavírus humano 229E. Identificamos soros humanos das décadas de 1980 e 1990 que tinham títulos neutralizantes contra 229E contemporâneos comparáveis ​​aos títulos anti-SARS-CoV-2 induzidos por infecção ou vacinação por SARS-CoV-2. Testamos esses soros contra a cepa 229E isolada após coleta de soro e encontramos baixos títulos de neutralização contra esses "futuros" vírus. Em alguns casos, soros capazes de neutralizar cepas contemporâneas de 229E com títulos de 1:100 falharam em detectar cepas isoladas 8-17 anos depois. A redução na neutralização de vírus "futuros" é devida à evolução de antígenos virais em níveis máximos, particularmente no domínio de ligação ao receptor. Se esses resultados puderem ser extrapolados para outros coronavírus, atualizações regulares da vacina SARS-CoV-2 podem ser recomendadas. Ao mesmo tempo, os pesquisadores estão em busca de novos medicamentos para aumentar a imunidade contra a COVID-19. Cistanche tubulasa, por exemplo.

Introdução

A pandemia de SARS-CoV-2 precisa determinar com urgência a eficácia da imunidade de anticorpos contra a infecção por SARS-CoV-2. As evidências até agora são promissoras. Anticorpos neutralizantes e anti-espinhos desencadeados por infecções naturais estão associados a infecções humanas reduzidas, e as vacinas que acionam esses anticorpos são altamente protetoras. Essas descobertas em humanos são confirmadas por vários estudos em animais que mostram que os anticorpos que neutralizam os picos de SARS-CoV-2 protegem contra infecções e doenças.

No entanto, os humanos são repetidamente reinfectados com o resfriado comum "coronavírus 229E, OC43, HKU1 e NL63. Por exemplo, estudos sorológicos mostraram que uma pessoa infectada típica é infectada com 229E a cada 2-3 anos, embora uma taxa menor de infecção e nenhuma reinfecção por 229E foi relatada em um estudo de 4-anos que identificou a infecção de acordo com os critérios de um teste de PCR positivo em doenças respiratórias. Independentemente disso, o fato de a incidência de reinfecção por coronavírus resfriado comum ser bastante alta gerou preocupações que a imunidade ao coronavírus não é "durável". Essas preocupações inicialmente se concentravam na possibilidade de que a própria resposta imune não durasse. Essa possibilidade agora parece improvável porque a infecção por SARS-CoV-2 induz anticorpos neutralizantes e células B de memória, com dinâmica semelhantes aos de outros vírus respiratórios.Tanto o polissacarídeo cistanche quanto o creinosídeo podem aumentar a atividade enzimática do tecido cardíaco e cerebral, aumentar a função de fagocitose das células da cavidade abdominal e aumentar a resposta proliferativa dos linfócitos.

Foto: Faw Cistanche

vírus ventricular

Mas mesmo diante de anticorpos de longa duração, os vírus podem ser reinfectados por outro mecanismo: a evolução antigênica. A infecção pelo vírus influenza, por exemplo, produz anticorpos que geralmente protegem os humanos da mesma cepa por pelo menos algumas décadas. Infelizmente, os vírus influenza sofrem rápida evolução antigênica para escapar desses anticorpos, o que significa que, embora a imunidade à cepa original do vírus dure décadas, os humanos são facilmente infectados por seus descendentes em cerca de cinco anos. Essa evolução antigênica contínua é a razão pela qual as vacinas contra a gripe são atualizadas regularmente.

Aqui, avaliamos experimentalmente se o coronavírus 229E escapou da neutralização em soros policlonais humanos, reconstruindo a evolução do vírus nas últimas décadas. Descobrimos que os soros históricos que efetivamente neutralizam os vírions pseudotipados de pico 229E contemporâneos geralmente mostraram pouca ou nenhuma atividade contra os picos de cepas 229E isoladas 8-17 anos depois. Em contraste, os soros modernos de adultos geralmente neutralizam os picos de um grande número de vírus históricos, enquanto os soros modernos de crianças neutralizam melhor os picos de vírus recentes que circularam ao longo da vida de uma criança. Esses padrões foram interpretados como picos evolutivos antigênicos, particularmente no domínio de ligação ao receptor. Se o SARS-CoV-2 passou por uma evolução antigênica rápida semelhante, pode ser aconselhável atualizar as vacinas regularmente para acompanhar a evolução viral. Ou através de outros meios para aumentar a taxa de proliferação de linfócitos, aumentar a capacidade de fagocitose dos macrófagos. Verificou-se que Cistanche tubulosa aumenta a função das células T e a capacidade de fagocitose dos macrófagos.

Foto: Benefícios do Cistanches See More

resultado

A análise filogenética da espiga 229E foi realizada para determinar as linhagens históricas para estudo experimental

Focamos nossa pesquisa na proteína spike viral porque é o alvo principal dos anticorpos neutralizantes e porque os anticorpos anti-spike são o parâmetro imunológico melhor associado à proteção humana contra a infecção por coronavírus.

Como o SARS-CoV-2 circula em humanos há mais de um ano, precisamos escolher outro coronavírus com uma história evolutiva mais ampla. Dos quatro coronavírus do resfriado comum endêmicos para humanos, dois coronavírus A 229E e NL63 são semelhantes ao SARS-CoV-2 porque se ligam a receptores de proteínas por meio de domínios de ligação a receptores em picos. Em contraste, dois beta corona-vírus OC43 e HKU1 se ligam aos receptores de glicano através do domínio n-terminal do pico. Os anticorpos que bloqueiam a ligação do receptor dominam a atividade de imunoneutralização induzida pela infecção por SARS-CoV-2, portanto concluímos que, embora o SARS-CoV-2 seja um coronavírus do tipo B, é mais provável que sua evolução de antigenicidade seja previsto por dois coronavírus A humanos que também usam seu receptor de proteína de ligação a RBD. Dos dois vírus, escolhemos o 229E porque foi identificado pela primeira vez em humanos há 50 anos, enquanto o NL63 só foi descoberto em 2003.

Nós extrapolamos a árvore filogenética de espinhos 229E de isolados humanos diretos ou subpassados, excluindo cepas mais antigas que foram extensivamente aprovadas em laboratório. Esta árvore tem várias características importantes. Primeiro, ele funciona como um relógio, com divergência de sequência proporcional à data de isolamento do vírus. Em segundo lugar, a árvore tem "forma de escada" com um galho curto no tronco. A forma de escada da filogenia do 229E foi observada anteriormente, uma característica de vírus como o influenza, onde as pressões imunológicas impulsionam a renovação da população selecionando variantes antigênicas. Terceiro, agrupamento sequencial por data e não por país de quarentena. A filogenia organizada por data em vez de localização geográfica indica uma rápida disseminação global, outra característica dos vírus influenza humanos. Finalmente, embora haja alguma recombinação intra-orelha, ela ocorre entre cepas intimamente relacionadas e não afeta a topologia mais ampla da árvore. O conteúdo de MDA no coração, fígado e tecido cerebral de camundongos modelo de envelhecimento subagudo induzido por D-galactose foi significativamente diminuído pela litenosina, a atividade da telomerase no coração e tecido cerebral foi significativamente aumentada, a função de fagocitose de macrófagos peritoneais foi aumentada e o a resposta de proliferação de linfócitos e o conteúdo de IL-2 no sangue periférico foram significativamente aumentados. Ele mostrou que o litenoside pode melhorar a função imunológica.

Foto: Efeitos do cistanche melhoram a imunidade

Discussão

Demonstramos experimentalmente que os picos de coronavírus humanos têm taxa de evolução antigênica suficiente para escapar da neutralização de muitos soros humanos policlonais dentro de uma a duas décadas. A descoberta sugere que uma das razões pelas quais os humanos são repetidamente reinfectados com coronavírus sazonais pode ser que a evolução dos picos virais corrói a imunidade desencadeada por infecções anteriores.

Com que rapidez o antígeno de 229E evolui em comparação com o vírus influenza? Notavelmente, não encontramos estudos que mediram a taxa na qual a evolução da influenza corroeu a neutralização no soro humano. No entanto, muitos estudos testaram a evolução do antígeno influenza usando a inibição da hemaglutinação no soro de furões infectados com uma única cepa de vírus. A taxa na qual o 229E é neutralizado pelo soro humano é várias vezes mais lenta do que a taxa na qual os vírus influenza A/H3N2 são neutralizados pelo soro de furão, mas comparável à taxa na qual os vírus influenza b escapam. No entanto, os soros de furões infectados com uma única cepa do vírus influenza tendem a reconhecer menos cepas do que os soros humanos infectados várias vezes com várias cepas. Assim, o HAI sérico de furão pode superestimar a taxa de erosão da evolução da influenza na neutralização sérica humana real. Nesse sentido, mais trabalhos são necessários para fazer uma comparação positiva da evolução antigênica desses vírus.

A grande questão é o que nosso trabalho significa para a evolução de possíveis antígenos para SARS-CoV-2. Embora seja impossível saber se o SARS-CoV-2 evoluirá como o 229E, é certo que mutações que afetam a soroneutralização em humanos policlonais já estão presentes na linhagem SARS-CoV-2, embora uma grande proporção da população ainda é ingênua e, portanto, provavelmente terá pouco estresse imunológico ao vírus. Mas, de acordo com nossas observações, mesmo que os coronavírus humanos evoluam para escapar da imunidade de neutralização, dois fatos oferecem esperança. Primeiro, o nível de imunidade necessário para prevenir COVID grave-19 pode ser menor, possivelmente porque um curso mais lento da doença tem mais tempo para montar uma resposta imune do que um vírus "mais rápido", como o influenza. Uma explicação otimista é que a doença geralmente pode ser leve, mesmo que os antígenos virais evoluam para permitir a reinfecção. Em segundo lugar, muitas das principais vacinas SARS-CoV-2 usam novas tecnologias, como a entrega baseada em MRNa, que pode atualizar facilmente a vacina se ocorrer a evolução do antígeno. Portanto, sugerimos que a evolução do SARS-CoV-2 seja monitorada quanto a mutações antigênicas que possam sugerir atualizações regulares da vacina.

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Ensaios de neutralização

Células 293T usadas em experimentos de neutralização foram transfectadas com APN e TMPRSS2 e semeadas de acordo com o título de vírus descrito acima. Os experimentos de neutralização foram realizados 20-24 horas depois que as células foram semeadas em 96-placas de poços. Primeiro, as amostras de soro inativadas pelo calor foram diluídas 1:10 em meio de crescimento D10, depois consecutivamente 3 vezes na placa de "configuração" do poço 96-do revestimento tc, eventualmente diluindo cada amostra em um total de 7 vezes. Cada amostra de soro foi diluída duas vezes. Cada lentivírus pseudotipado de pico 229E foi então diluído para atingir uma leitura de luciferase de cerca de 200,000 RLUs por poço. Quantidades iguais de vírus foram então adicionadas a cada poço de vírus e placas de "cultura" de soro, que foram incubadas a 37˚C e 5% de CO2 por 1 hora, após o que 100 uL de cada mistura de vírus e soro foram transferidos para 293T-APN Placas de células -TMPRSS2 semeadas no dia anterior. As placas de cultura foram incubadas a 37˚C e 5% de CO2 por cerca de 50-52 h, e o sinal da luciferase foi lido conforme descrito acima para determinação do título viral.

Cada placa de neutralização contém uma lista de poços de controle positivo consistindo de células e vírus, cultivados em meio D10, mas sem soro, e controles negativos, consistindo de vírus, mas sem células (também confirmamos que resultados semelhantes foram obtidos usando controles negativos apenas de células). Depois de subtrair as leituras de fundo para o grupo de controle negativo, a pontuação de infectividade foi calculada em cada diluição de soro como a pontuação de sinal para o grupo de controle positivo (média entre os dois orifícios de controle positivo em cada linha). Em seguida, usamos curvas neutras para ajustar 2- curvas de parâmetro de Hill com linhas de base fixadas em 1 e 0. Observe que as concentrações séricas relatadas nessas curvas são as concentrações do vírus pré-incubadas com o soro por 1 hora. Todos os testes foram repetidos, mas alguns pares de sorovírus tiveram leituras adicionais quando reexecutamos pares de sorovírus selecionados para confirmar que os resultados permaneceram consistentes durante os dias de teste. Em todos os casos, a consistência diária foi boa e os valores relatados foram ic50 médios para todas as medições. O polissacarídeo Desert Cistanche pode reduzir o conteúdo de MDA no cérebro, coração e fígado de modelos animais imunocomprometidos, aumentar a atividade da telomerase no coração e tecido cerebral, função de fagocitose de macrófagos peritoneais, resposta de proliferação de linfócitos, conteúdo de IL-2 em linfócitos T do baço e concentração de íons cálcio nas células do timo. Esses indicadores indicam que o polissacarídeo cistanche pode melhorar a função imunológica.

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