O vírus da dengue tipo 1 que circula em humanos é altamente infeccioso e mal neutralizado por anticorpos humanos
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| Aedes - Dengue |
Devido à dificuldade na obtenção de amostras relevantes e aos baixos níveis de vírus da dengue (DENV) presentes nos pacientes, tem sido difícil caracterizar as propriedades dos virions que circulam nos seres humanos. Nós caracterizamos o DENV1 diretamente a partir de amostras primárias agudas primárias de dengue e de seus isolados de cultura celular. Observamos que os virions em humanos são mais infecciosos e maduros quando comparados aos isolados de cultura de células. Os isolados de cultura de células DENV1 eram hipersensíveis à neutralização por anticorpos humanos. Anticorpos de alça de fusão reativos cruzados e soros imunológicos heterotípicos DENV1 plasmático fracamente neutralizado. Sequências de genoma idênticas mostraram que as diferenças fenotípicas são devidas às diferenças no estado de maturação. A variação estrutural observada é um avanço significativo aplicável à compreensão da falha da vacina e ao planejamento de futuras estratégias da vacina.
Resumo
Os quatro sorotipos do vírus da dengue (DENV) são flavivírus transmitidos por mosquitos em humanos. As interações entre os DENVs e o hospedeiro humano que levam a doenças assintomáticas, leves ou graves são pouco compreendidas, em parte, porque os modelos de laboratório são substitutos fracos da doença por DENV humano. Os virologistas estão interessados em comparar as propriedades dos DENVs que se reproduzem nas pessoas com os virions propagados nas linhas celulares de laboratório, amplamente utilizadas para pesquisa e desenvolvimento de vacinas. Utilizando amostras clínicas de uma epidemia de DENV tipo 1 no Sri Lanka e novos ensaios ultrassensíveis, comparamos as propriedades dos DENVs no plasma humano e após uma passagem nas linhas celulares de laboratório. Os DENVs no plasma eram 50 a 700 vezes mais infecciosos que os vírus cultivados em cultura de células. Os DENVs produzidos pelas linhas celulares de laboratório eram estruturalmente imaturos e hipersensíveis à neutralização por anticorpos humanos em comparação com os DENVs que circulavam nas pessoas. Os viriões derivados do plasma humano e da cultura de células tinham sequências genómicas idênticas, indicando que estas diferenças fenotípicas se deviam ao estado maduro dos viriões do plasma. Várias vacinas contra a dengue estão em desenvolvimento. Estudos recentes indicam que os anticorpos induzidos pela vacina que neutralizaram os DENVs nos ensaios de cultura de células não foram suficientes para proteger as pessoas das infecções por DENV. Nossos resultados sobre diferenças estruturais entre DENVs produzidos em humanos versus linhagens celulares podem ser fundamentais para entender a falha da vacina e desenvolver melhores modelos para avaliação da vacina. Os viriões derivados do plasma humano e da cultura de células tinham sequências genómicas idênticas, indicando que estas diferenças fenotípicas se deviam ao estado maduro dos viriões do plasma. Várias vacinas contra a dengue estão em desenvolvimento. Estudos recentes indicam que os anticorpos induzidos pela vacina que neutralizaram os DENVs nos ensaios de cultura de células não foram suficientes para proteger as pessoas das infecções por DENV. Nossos resultados sobre diferenças estruturais entre DENVs produzidos em humanos versus linhagens celulares podem ser fundamentais para entender a falha da vacina e desenvolver melhores modelos para avaliação da vacina. Os viriões derivados do plasma humano e da cultura de células tinham sequências genómicas idênticas, indicando que estas diferenças fenotípicas se deviam ao estado maduro dos viriões do plasma. Várias vacinas contra a dengue estão em desenvolvimento. Estudos recentes indicam que os anticorpos induzidos pela vacina que neutralizaram os DENVs nos ensaios de cultura de células não foram suficientes para proteger as pessoas das infecções por DENV. Nossos resultados sobre diferenças estruturais entre DENVs produzidos em humanos versus linhagens celulares podem ser fundamentais para entender a falha da vacina e desenvolver melhores modelos para avaliação da vacina. Estudos recentes indicam que os anticorpos induzidos pela vacina que neutralizaram os DENVs nos ensaios de cultura de células não foram suficientes para proteger as pessoas das infecções por DENV. Nossos resultados sobre diferenças estruturais entre DENVs produzidos em humanos versus linhagens celulares podem ser fundamentais para entender a falha da vacina e desenvolver melhores modelos para avaliação da vacina. Estudos recentes indicam que os anticorpos induzidos pela vacina que neutralizaram os DENVs nos ensaios de cultura de células não foram suficientes para proteger as pessoas das infecções por DENV. Nossos resultados sobre diferenças estruturais entre DENVs produzidos em humanos versus linhagens celulares podem ser fundamentais para entender a falha da vacina e desenvolver melhores modelos para avaliação da vacina.
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Várias centenas de milhões de pessoas são infectadas anualmente pelos quatro sorotipos do vírus da dengue (DENV), que são flavivírus transmitidos por mosquitos, responsáveis pela dengue (DF) e febre hemorrágica grave da dengue (DHF) ( 1 ). A infecção com qualquer sorotipo DENV confere imunidade ao longo da vida contra o sorotipo infectante, mas não contra sorotipos heterólogos ( 2 ). Embora a patogênese da doença grave da dengue seja incompleta, um determinante chave é a capacidade de alguns anticorpos para aumentar a replicação de DENVs em bebês nascidos de mães imunes a DENV e indivíduos mais velhos com infecções secundárias por DENV ( 3 , 4 ). Anticorpos específicos para DENV e células T protegem as pessoas da infecção e doença por DENV (revisado na ref. 5) Com os modelos de laboratório existentes para estudar os DENVs, tem sido difícil definir interações entre o vírus e o hospedeiro humano que suprimem ou promovem a replicação do DENV nas pessoas. Neste estudo, exploramos se as diferenças estruturais entre os DENVs que circulam nos pacientes e os virions produzidos em condições de laboratório impedem os esforços atuais para estudar a patogênese da dengue e desenvolver vacinas.
O virião da dengue contém duas proteínas integrais da membrana designadas como envelope (E) e pré-membrana (prM). Durante a secreção do vírus a partir de células infectadas, a prM é clivada para gerar viriões infecciosos maduros, que possuem uma superfície lisa de 90 dímeros E antiparalelos que são bem compactados para formar uma camada protéica com simetria icosaédrica ( 6 ). Em linhas celulares de laboratório comumente usadas para propagar DENVs, o processamento de prM é ineficiente e variável, e os virions liberados pelas células são uma mistura heterogênea de virions imaturos, parcialmente maduros e totalmente maduros, contendo quantidades variáveis de prM não processado ( 7 , 8) Estudos recentes também estabeleceram que o envelope viral é bastante flexível em algumas cepas de laboratório de DENV. Esse fenômeno, denominado respiração viral, é influenciado pela temperatura e mutações específicas na proteína E ( 9 , 10 ). Tanto o estado de maturação dos DENVs quanto a flexibilidade do envelope podem ter efeitos profundos na capacidade dos mAbs e do soro imune humano de neutralizar o vírus ( 11 ⇓ - 13 ).
Embora um rico corpo de trabalho tenha surgido desses estudos de estrutura e função dos DENVs usados em laboratório, não foram realizados estudos sistemáticos para comparar as propriedades dos DENVs propagados usando linhas celulares e DENVs produzidos em pessoas infectadas. Essa é uma lacuna importante em nosso conhecimento, especialmente considerando os relatórios recentes de ensaios com vacinas de que muitas pessoas eram suscetíveis a infecções por DENV, apesar das vacinas induzirem anticorpos que neutralizavam os DENVs em ensaios de cultura celular ( 14 ). O objetivo do nosso estudo foi comparar as propriedades estruturais e funcionais dos virions da dengue que circulam nas pessoas e os virions propagados usando linhas celulares de laboratório.
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Aqui, mostramos que a circulação de DENV1 em pacientes é mais infecciosa e madura do que os isolados de cultura de células. Os anticorpos de dengue reativos cruzados e os soros imunológicos heterotípicos da dengue neutralizam mal o DENV1 plasmático em comparação com o vírus produzido pela cultura de células. Nossos resultados são diretamente relevantes para a avaliação de vacinas no pipeline atual e para o desenvolvimento de novas vacinas.
