Anticorpi neutralizanți anti-proteină spike SARS-CoV-2: biomarkeri ai confirmării ”trecerii” prin boala COVID-19

Ce sunt anticorpii neutralizanți anti proteina spike (S) SARS-CoV-2?

Anticorpi neutralizanți anti proteină spike SARS-CoV-2, cunoscuți sub denumirea „simplistă” de anticorpi spike, sunt biomarkeri de confirmare a infectării anterioare cu SARS-Cov-2, adică a confirmării că o persoană „a trecut” prin boala Covid-19. Acești anticorpi persistă un anumit timp în organismul uman, atât după rezoluția infecției, cât și după vaccinare. În această perioadă, specialiștii caută să înțeleagă mecanismul prin care se secretă anticorpii anti SARS-CoV-2 (anticorpi covid), care este titrul lor protector, ce teste putem alege, dar și cum se interpretează rezultatele obținute.

Caracteristicile virusului SARS-CoV-2 și mecanismul de apariție al anticorpilor (anticorpi covid)

Genomul SARS-CoV-2 este constituit dintr-o singură moleculă de ARN monocatenar, care codifică 16 proteine non-structurale și 4 proteine structurale majore: glicoproteina S (proteina structurală a spiculilor virali), proteina E de înveliș, proteina M de membrană și proteina N a nucleocapsidei. 

Virusul pătrunde în celula gazdă prin legarea proteinei spike (S) la receptorul de legare a enzimei de conversie a angiotensinei 2 (ACE2), al celulei infectate. Proteina S este compusă din două subunități funcționale: S1 și S2. Subunitatea S1 este formată din domeniul N-terminal (NTD) și domeniul de legare la receptorii celulei-gazdă (RBD). Subunitatea S2 conține peptidul de fuziune (FP) cu rol în facilitarea fuzionării membranelor virale cu cele ale celulelor gazdă. Proteina nucleocapsidică N formează complexe cu ARN viral, fiind implicată în transcrierea materialului genetic de tip ARN și astfel, în replicarea virusului. În structura multor coronavirusuri, inclusiv SARS-CoV, proteina N are o activitate imunogenă ridicată și este exprimată abundent, în timpul infecției.

În urma infectării cu SARS-CoV-2 sau a vaccinării, răspunsul imun adaptiv¹ este cel care oferă în mod ideal protecție antivirală pe termen lung. Imunitatea adaptivă induce ”memoria imunologică” după un răspuns inițial, față de apariția unui agent patogen specific. Aceasta va conduce la declanșarea unui răspuns îmbunătățit, față de infectările ulterioare cu același agent patogen. Anticorpii sunt deci, o componentă esențială a sistemului imunitar adaptativ. Aceasta poate asigura o protecție de lungă durată, uneori pentru întreaga viață. În aparția răspunsul imun adaptiv sunt implicate următoarele tipuri de celule:

• celulele B cu memorie care produc diferite clase de anticorpi, pentru a neutraliza virusul sau celulele infectate cu virus; 
• celulele T cu memorie care susțin producția de anticorpi și au un rol direct în distrugerea celulelor infectate. 

Deși există dovezi ale răspunsurilor imune, declanșate atât de celulele B cu memorie, cât și de celulele T, la persoanele infectate cu SARS-CoV-2, precum și la persoanele vaccinate, nu există corelații foarte clare, pentru a putea valida o imunitate protectoare. În absența lor, prezența acestor anticorpi neutralizanți (anticorpi spike) anti SARS-CoV-2 rămân un indicator confirmat, împotriva unor reinfectări (ale persoanelor infectate anterior sau ale persoanelor vaccinate)². 

Producerea anticorpilor specifici (anticorpi covid) după infecția cu SARS CoV-2

Dacă o persoană a venit în contact cu agentul patogen SARS-CoV-2 și a dezvoltat o formă simptomatică sau asimptomatică de boală, sistemul imun va reacționa, producând anticorpi specifici (anticorpi anti-SARS-Cov2). Acest tip de imunitate se numește – imunitate activă (naturală). Virusurile și bacteriile determină un răspuns unic al sistemului imunitar, care implică și activarea unor alte celule specializate: macrofagele, limfocitele T, B și celulele NK.

RBD (Receptor Binding Domain) este ținta principală pentru acțiunea de neutralizare inițiată de anticorpi. Acești anticorpi neutralizanți apar la pacienți în zilele 4 – 6 și ating niveluri de vârf între zilele 10 și 15, după debutul bolii. 

Anticorpii de tip Ig A, IgM, și IgG – îndreptați împotriva proteinei S și a subunităților sale, pot fi detectați în ser în decurs de 1-3 săptămâni după infecție. Anticorpii IgM și IgG pot apărea aproape simultan; cu toate acestea, anticorpii de tip IgM și IgA dispar mai rapid decât cei de tip IgG. Semnificația clinică a dozării IgA serice în infecția cu SARS-CoV-2 nu este cunoscută; se știe doar că, în general IgA joacă un rol important în protejarea suprafețelor mucoaselor, împotriva agenților patogeni, prin neutralizarea locală a virusurilor respiratorii.

Producerea anticorpilor specifici (anticorpi anti covid) după vaccinare

În cazul persoanelor cărora li s-au administrat seruri imune, prin administrare directă de anticorpi covid (anticorpi protectori deja formați împotriva virusului SARS CoV-2), se descrie un alt tip de imunitate, ce poartă numele de imunitate artificială (pasivă)⁴. 

Evaluarea răspunsului imun indus de vaccinare s-a concentrat pe dezvoltarea testelor de identificare a unor anticorpi care vizează domeniul S1 al proteinei spike SARS-CoV-2. Un beneficiu important după administrarea unui vaccin este că titrurile anti-S IgG sunt mai mari decât cele evaluate în cazurile de infecție naturală. Astfel, serul obținut de la indivizii vaccinați are o capacitate mai mare de neutralizare a virusurilor SARS-CoV-2 in vitro⁵. 

Testul de detecție a acestor anticorpi neutralizanți anti proteină spike (anti spike)

Testul pentru identificarea acestor anticorpi neutralizanti (anti spike) utilizat în laboratorul Synevo determină cantitatea de anticorpi din ser, ca răspuns la prezența antigenelor virale – regiunea RBD (Receptor Binding Domain) din proteina Spike (subunitatea S1). Metoda ECLIA a demonstrat o corelație pozitivă de peste 92,3% cu testul standard de pseudo-neutralizare (VSV). Specificitatea metodei este de 100%, iar sensibilitate sa este de 98,8%. 

Valori de referință și interpretarea rezultatelor (anticorpi covid interpretare): <0.8U/mL – Negativ, iar ≥ 0.80 U/mL – Pozitiv. Prezența unui titru mai mare de 0.80 U/mL (nivel anticorpi covid) indică un rezultat pozitiv și confirmă fie o infecție recentă, fie expunerea anterioară la SARS-CoV-2 sau statusul de vaccinat.

Obținerea unui rezultat negativ (nivel anticorpi covid mai mic de 0.80 U/mL) indică absența expunerii anterioare la SARS-CoV-2 și deci susceptibilitate la infecție. Un rezultat negativ nu exclude o infecție cu SARS-CoV-2, în cazul în care probele sunt recoltate înaintea seroconversiei (secreția de anticorpi), sau imediat după vaccinare, precum și la pacienții imunodeprimați.

Testarea se realizează în dinamică, la 3 și 6 luni după infecția cu SARS-CoV-2, sau după vaccinarea cu unul dintre tipurile de vaccinuri existente. Dacă este suspicionată existența unei infecții, se recomandă confirmarea sa printr-un test RT PCR anti COVID-19.

Majoritatea persoanelor infectate cu SARS-CoV-2 (>90%) dezvoltă seropozitivitate de tip IgG și anticorpi neutralizanți, în urma infecției primare. O analiză în acest sens, efectuată de Autoritatea Irlandeză pentru Informații și Calitate în Sănătate (HIQA), a evaluat durata răspunsurilor imune după infecția cu SARS-CoV-2. În cele cinci studii au fost investigate răspunsurile imune la ≥6 luni după infecție, și în alte două studii, la ≥8 luni după infecție. În general, studiile au raportat o scădere a anticorpilor în perioada de convalescență târzie (3-6 luni după infecție). Cu toate acestea, celulele T și celulele B cu memorie au fost încă prezente și, în multe cazuri, au crescut, până la opt luni post infecție, la toți participanții.

Numeroase studii au demonstrat o corelație între severitatea bolii și nivelurile persistente de anticorpi neutralizanți. În acest sens, pacienții cu o formă de boală mai ușoară, păreau să aibă o scădere mai rapidă a anticorpilor neutralizanți, în timp ce pacienții care au avut o formă severă au rămas cu anticorpi neutralizanți pe o durată mult mai mare. 

Dinamica anticorpilor de neutralizare poate varia foarte mult între pacienții diagnosticați cu boală COVID-19. Într-un astfel de studiu prospectiv (Singapore) s-a evaluat dinamica anticorpilor de neutralizare anti SARS-CoV-2 în timp. Probele de ser au fost colectate de la 164 de pacienți cu infecție SARS-CoV-2 confirmată prin PCR, care s-au confruntat cu boală ușoară, moderată sau severă. Evaluarea s-a făcut la intervale de 30 de zile până la 180 de zile, după debutul simptomelor. Autorii au descris cinci modele distincte ale dinamicii anticorpilor neutralizanți:

• negativ – indivizi care nu au dezvoltat răspunsuri puternice cu anticorpi neutralizanți: 19/164 pacienți (12%);
• scădere rapidă – indivizi care au avut niveluri diferite de anticorpi neutralizanți de la aproximativ 20 de zile de la debutul simptomelor, cu seroconversie în mai puțin de 180 de zile: 44/164 de pacienți (27%);
• scădere lentă – indivizi care au rămas pozitivi la anticorpi neutralizanți la 180 de zile după debutul simptomelor: 52/164 pacienți (29%);
• persistent – indivizi cu niveluri variabile de vârf ale anticorpilor neutralizanți, dar cu scădere minimă a anticorpilor neutralizanți: 52/164 de pacienți (32%);
• răspuns întârziat – indivizii cu anticorpi neutralizanți prezenți, dar cu niveluri mai scăzute, la scurt timp după infecție, care au prezentat o creștere neașteptată în timpul convalescenței târzii (la 90 sau 180 de zile după debutul simptomelor): 3/164 pacienți (2%).

Autorii au analizat și un număr de 23 de pacienți selectați aleatoriu din grupul persoanelor participante la studiu (din cele cinci modele descrise), confirmând și prezența celulelor T cu memorie, specifice virusului, la 180 de zile de la debutul simptomelor.

Referințe:

• https://www.ecdc.europa.eu/en/covid-19/latest-evidence/immune-responses
• https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2020.603058/full
• https://www.nature.com/articles/s41598-021-88356-8