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18 março, 2018 • 8:20 Enviado por IBA FMRP-USP

Um único anticorpo e duas funções distintas: A descoberta de um anticorpo humano anti-dengue capaz de combater Zika vírus.

Por: Bruna C. Bertol e Paulin Sonon (Doutorandos IBA/FMRP-USP)

Editora: Vanessa Carregaro

 

          O vírus Zika (ZIKV), transmitido pelo mosquito Aedes aegypti, é um vírus RNA(+) filogeneticamente próximo ao vírus causador da dengue (DENV) 2. O ZIKV, quando infecta seu hospedeiro, libera o RNA viral que é traduzido em uma poli-proteína precursora que carrega três proteínas estruturais – Cápsideo (C), pré-membrana/membrana (prM/M) e envelope (E), além de sete proteínas não estruturais (NS). As três proteínas estruturais têm com papel chave na formação da partícula viral. A proteína E presente no vírus em sua forma madura é importante para entrada na célula-alvo e iniciar um novo ciclo de replicação. Portanto, a proteína E é o principal alvo de anticorpos neutralizantes3. Em conformação quaternária, a proteína E forma um dímero anti-paralelo. Ela é composta de três domínios: um domínio central (domínio I; DI), um domínio de dimerização, contendo um epítopo de loop de fusão (FL) na extremidade distal (domínio II; DII), e um terceiro domínio (domínio III; DIII) envolvido na ligação e entrada do vírus 4.

          Em 2015, uma nova classe de anticorpos altamente potentes e amplamente neutralizantes, foi isolado de pacientes infectados com DENV5 e classificado em três grupos. O grupo EDE, são os anticorpos monoclonais (mAbs) que reconhecem o epítopo conformacional E- dímero anti-paralelo, e o grupo FLE, mAbs que reconhecem o epítopo FL linear. Os mAbs EDE são separados em dois grupos: EDE1 e EDE2. Estes mAbs têm o potencial de induzir um fenômeno chamado ADE (a potencialização de infecção viral dependente de anticorpos) em infecções subseqüentes com diferentes sorotipos de DENV em células mielóides que expressam receptores Fc para anticorpos (FcRs). Interessante que o mesmo fenômeno já foi demonstrado com o vírus ZIKV6. Os mAbs EDE1 (C8 e C10) foram associados com uma atividade inibidora potente in vitro, não só contra os diferentes sorotipos de DENV, como também contra duas cepas distintas de ZIKV, sem induzir o fenômeno ADE quando utilizados em concentrações suficientes 2,6.

          Assim, o estudo de Fernandez1 e colaboradores publicado na Nature Immunology em setembro de 2017 teve por objetivo avaliar a atividade terapêutica de alguns anticorpos monoclonais humanos derivados de pacientes infectados com DENV, específicos para o antígeno EDE, contra ZIKV in vivo. Mais precisamente, a capacidade dos mesmos em conferir proteção pós-exposição, incluindo a redução da infecção em locais imuno-privilegiados como olho, cérebro, testículos e placenta.

          O trabalho inicia demonstrando que um anticorpo monoclonal humano, ainda não demonstrado, chamado EDE1-B10, tem maior capacidade de neutralizar os sorotipos 1 a 3 do vírus da Dengue (DENV), assim como duas cepas distintas do ZIKV (uma brasileira e outra africana), em comparação a outro anticorpo monoclonal humano já conhecido- EDE1-C8. Os autores realizaram mutações na porção Fc de ambos os anticorpos a fim de evitar suas funções efetoras e consequentemente, o desenvolvimento de ADE. Demonstrou-se que mesmo, sem suas funções efetoras, mantém a capacidade neutralizante contra DENV e ZIKV. Posteriormente, os ensaios em modelos animais foram iniciados. Demonstrou-se que o anticorpo EDE1-B10 administrado até 3 dias após infecção subcutânea por ZIKV apresenta maior capacidade em proteger camundongos da letalidade induzida pelo vírus, em comparação aos anticorpos EDE1-C8 e EDE2-A11. Tais resultados fizeram com que os autores focassem, a partir deste momento, apenas no anticorpo EDE-B10.

          A administração deste anticorpo em camundongos macho, 1 dia após a infecção subcutânea por ZIKV, foi capaz de reduzir, de maneira significativa, a carga viral em diferentes sítios imuno-privilegiados tais como cérebro, testículos, epidídimo e olhos. No entanto, a terapia iniciada 3 dias pós-infecção foi menos efetiva, o que sugere que existe uma janela terapêutica para a efetividade de tal anticorpo, de maneira que, quanto maior o tempo de infecção em tais tecidos (e assim, maior o estabelecimento de infecção pelo ZIKV), menor a efetividade da terapia. A terapia também foi eficaz em reduzir as lesões teciduais em testículos e a motilidade espermática. Subsequente, o protocolo experimental foi aplicado em animais gestantes susceptíveis à infecção grave por ZIKV. Foi observado que o anticorpo EDE1-B10, administrado 1 e 3 dias após a infecção, foi capaz de reduzir a morte fetal induzida pelo vírus, reduzir a carga viral no soro e cérebro materno, além de reduzir a carga viral e lesões na placenta (figura 1). A carga viral de ZIKV na placenta e no cérebro fetal também foi reduzida em animais tratados com a variante mutada do anticorpo EDE1-B10, que não exerce funções efetoras, o que demonstra novamente que a ação terapêutica do anticorpo independe de porção Fc e ocorre por meio de neutralização viral.

          Por fim, os autores investigaram se a terapia também é efetiva na proteção materna e fetal quando a infecção dos animais gestantes ocorre via intravaginal. Interessante que o tratamento foi capaz de reduzir a carga viral de ZIKV no soro e cérebro materno, assim como nos tecidos do trato reprodutivo e cabeça fetal. Tal resultado sugere, então, que a terapia é capaz de evitar a transmissão in utero do vírus, não somente após infecção subcutânea, mas também após infecção intravaginal das gestantes.

           Desse modo, os autores demonstraram pela primeira vez a existência de um anticorpo monoclonal humano produzido contra um epítopo do DENV capaz de neutralizar ZIKV pós-infecção in vivo. Tais achados levantam a possibilidade de que no futuro haja o desenvolvimento de uma terapia para gestantes a fim de evitar lesões cerebrais causadas pelo ZIKV no feto, enquanto, ao mesmo tempo, protege a mãe do desenvolvimento de infecções causadas por ambos os vírus ZIKV e DENV.

Post 13

Figura 1. Efeito terapêutico de EDE1-B10 em camundongos gestantes suscetíveis a infecção grave por ZIKV. No sexto dia após o início da gestação, os animais foram infectados com ZIKV via subcutânea e foram tratados com EDE1-B10 no dia 1 (terceiro quadrante) ou no dia 03 (quarto quadrante) após a infecção. Como controle, os animais foram tratados com anticorpo isotipo controle (segundo quadrante) no dia 01 pós- infecção. Imagens de baixa ampliação (superior) e alta ampliação (inferior) após ensaio de hibridização in situ para RNA de ZIKV na placenta 7 dias após infecção. As imagens mostram que o tratamento com EDE-B10 foi capaz de reduzir a marcação para RNA viral na placenta.

 

REFERÊNCIAS

  1. Fernandez E, Dejnirattisai W, Cao B, et al. Human antibodies to the dengue virus E-dimer epitope have therapeutic activity against Zika virus infection. Nat Immunol. 2017;advance on.
  2. Barba-Spaeth G, Dejnirattisai W, Rouvinski A, et al. Erratum: Structural basis of potent Zika–dengue virus antibody cross-neutralization. Nature. 2016;539(7628):314-314. doi:10.1038/nature19780.
  3. Fernandez-Garcia MD, Mazzon M, Jacobs M, Amara A. Pathogenesis of Flavivirus Infections: Using and Abusing the Host Cell. Cell Host and Microbe. 2009;5(4):318-328. doi:10.1016/j.chom.2009.04.001.
  4. Dai L, Song J, Lu X, et al. Structures of the Zika Virus Envelope Protein and Its Complex with a Flavivirus Broadly Protective Antibody. Cell Host and Microbe. 2016;19(5):696-704. doi:10.1016/j.chom.2016.04.013.
  5. Dejnirattisai W, Wongwiwat W, Supasa S, et al. A new class of highly potent, broadly neutralizing antibodies isolated from viremic patients infected with dengue virus. Nature Immunology. 2014;16(2):170-177. doi:10.1038/ni.3058.
  6. Dejnirattisai W, Supasa P, Wongwiwat W, et al. Dengue virus sero-cross-reactivity drives antibody-dependent enhancement of infection with zika virus. Nature Immunology. 2016;17(9):1102-1108. doi:10.1038/ni.3515.