Investigadores de los Institutos Gladstone, UC Berkeley y el Instituto de Genómica Innovadora de Estados Unidos llevaron adelante un estudio, que acaba de publicarse en Proceedings of the National Academy of Sciences, para determinar las capacidades de ensamblaje y neutralización de la variante Ómicron del SARS-CoV-2 para lo que utilizaron partículas similares al virus (VLP).
El estudio fue realizado mientras Ómicron se propagaba rápidamente por todo el mundo a principios de este año, conscientes de que es una variante que contiene amplios cambios de secuencia, en relación con las variantes B.1, B.1.1 y Delta que surgieron antes, y que tienen efectos desconocidos sobre la infectividad viral y respuesta a las vacunas existentes.
Los científicos lograron confirmar que los anticuerpos generados contra variantes anteriores del virus son mucho menos efectivos contra Ómicron, pero demostraron que las personas que recibieron el refuerzo recientemente tienen niveles más altos de anticuerpos efectivos.
“El sistema de partículas similares al virus nos permite analizar rápidamente nuevas variantes y obtener información sobre si su infectividad en el cultivo celular ha cambiado”, explicó Melanie Ott, directora del Instituto de Virología Gladstone y autora principal del nuevo estudio. “En el caso de Ómicron, nos permitió comprender mucho mejor cómo, a nivel molecular, esta variante es diferente de otras”, dijo.
Por su parte, la otra autora principal del estudio, Jennifer Doudna, investigadora principal de Gladstone, profesora de UC Berkeley, fundadora de Innovative Instituto de Genómica e investigador del Instituto Médico Howard Hughes, indicó que “este enfoque es increíblemente útil para estudiar rápidamente la eficacia de anticuerpos y vacunas anteriores en una cepa viral emergente”.
Los datos epidemiológicos han sugerido que la variante Ómicron del SARS-CoV-2, detectada por primera vez en noviembre de 2021 en Sudáfrica, se propaga entre las personas más fácilmente que la cepa original del virus. En comparación con otras variantes, también ha causado más infecciones avanzadas, en personas previamente infectadas o completamente vacunadas contra COVID-19.
A principios de 2021, los grupos de investigación de Ott y Doudna desarrollaron partículas similares a virus para estudiar el SARS-CoV-2 desde otras perspectivas. Estas partículas están compuestas por proteínas de membrana, envoltura, nucleocápside y espiga que forman la estructura de la partícula viral. Sin embargo, las partículas similares a virus carecen de su genoma, por lo que no pueden infectar a las personas y, por lo tanto, es más seguro trabajar con ellas que con virus vivos. Los científicos también pueden diseñar nuevas partículas similares a virus mucho más rápido de lo que pueden desarrollar nuevas variantes del virus vivo para estudiar.
En su trabajo anterior, los investigadores demostraron que la eficiencia del ensamblaje de partículas similares al virus estaba relacionada con su infectividad en la versión viva completa correspondiente. Por ejemplo, si una partícula similar a un virus que portaba una determinada mutación era más eficiente en la formación de partículas virales, una copia del virus vivo con la misma mutación también era más infecciosa según los experimentos de cultivo celular. En los últimos meses, el equipo desarrolló partículas similares a virus para capturar el efecto de diferentes mutaciones en la variante emergente Ómicron del SARS-CoV-2. Descubrieron que las mutaciones de Ómicron en la proteína espiga hacían que las partículas parecidas al virus fueran dos veces más infecciosas que las que tenían la proteína espiga ancestral. Y las partículas similares que portaban las mutaciones de Ómicron eran 30 veces más infecciosas que el ancestral SARS-CoV-2.
“Se ha prestado mucha atención al pico, pero estamos viendo en nuestro sistema que tanto para Delta como para Ómicron, la nucleocápside es realmente más importante para mejorar la propagación de este virus. Creo que si queremos generar mejores vacunas o buscar bloquear la transmisión de COVID-19, podríamos pensar en objetivos distintos a la proteína de pico”, explicó Ott.
Cuando el equipo creó partículas similares al virus que portaban mutaciones de Ómicron en las proteínas de la membrana o de la envoltura, descubrieron que las partículas no eran más infecciosas que las similares al virus original. De hecho, eran solo la mitad de infecciosos que algunas otras variantes. “Ómicron tiene muchas mutaciones, y nuestros hallazgos nos dicen que algunas de estas son realmente dañinas para el virus”, completó Abdullah Syed, primer autor del estudio y becario postdoctoral en el laboratorio de Doudna en Gladstone. “Pero también significa que podría ser posible que Ómicron evolucione para ser aún más infeccioso si se levantan esos frenos”.
Los investigadores también probaron la capacidad de los anticuerpos para neutralizar las partículas similares al SARS-CoV-2. Colaboraron con el Equipo de Innovación de Curative, que estableció un biobanco de suero integral mediante la administración de más de 2 millones de vacunas en Estados Unidos.
El equipo utilizó suero de 38 personas que habían sido vacunadas contra el COVID-19 o que no estaban vacunadas pero se habían recuperado del virus, así como de 8 personas que habían recibido una vacuna de refuerzo en las 3 semanas anteriores. Luego, los investigadores expusieron las partículas similares al virus que habían creado a estas muestras de suero para probar su capacidad para neutralizar las partículas.
Los sueros de personas vacunadas con la vacuna Pfizer/BioNTech o Moderna dentro de las 4 a 6 semanas anteriores mostraron altos niveles de neutralización contra partículas similares al virus del SARS-CoV-2 original, pero los niveles de neutralización fueron 3 veces más bajos para partículas de la variante Delta, y unas 15 veces menor para las partículas similares al virus Ómicron.
Las personas vacunadas con la vacuna Johnson & Johnson o que se recuperaron de COVID-19 mostraron niveles bajos de neutralización contra las partículas similares al virus original, y se observó poca diferencia para las variantes Delta y Ómicron.
Además, los investigadores demostraron que dentro de las 2 a 3 semanas de recibir una tercera dosis de Pfizer/BioNTech, las 8 personas potenciadas en el estudio tenían niveles detectables de anticuerpos capaces de neutralizar todas las variantes del SARS-CoV-2, incluido Ómicron. Sin embargo, los niveles de anticuerpos contra Ómicron aún eran 8 veces más bajos que los anticuerpos contra el virus ancestral.
“Nuestros hallazgos respaldan la idea de que Ómicron es mucho más capaz de escapar de nuestra inmunidad inducida por vacunas que las cepas anteriores de SARS-CoV-2″, afirmó Ott. “También subraya que las aplicaciones de refuerzos de las vacunas de ARNm parecen proporcionar cierto grado de protección adicional, incluso contra Ómicron”. Además, cuando el equipo probó los anticuerpos monoclonales casirivimab e imdevimab (conocidos comercialmente como REGEN-Cov), encontraron que los medicamentos mostraban altos niveles de neutralización contra las variantes primarias y Delta del SARS-CoV-2, pero ninguna neutralización detectable contra las partículas similares a Ómicron. “Ciertamente no estamos en un punto en el que entendamos completamente esta variante, pero nuestros datos se suman a la creciente evidencia de que parece ser muy bueno para infectar y muy bueno para escapar de los anticuerpos”, concluyó Syed.
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