Antibodi 2A10 (warna kuning), 1H2 (warna biru), dan 1C3 diisolasi dari sukarelawan penelitian yang divaksinasi. Tim LJI menemukan bahwa antibodi ini dapat menetralkan banyak varian SARS-CoV-2 dengan cara berikatan dengan situs yang rentan pada struktur virus (abu-abu). Gambar dari Lab Saphire, Institut Imunologi La Jolla. Kredit: Lab Saphire, Institut Imunologi La Jolla
Seorang warga San Diego anonim telah menjadi contoh menarik tentang bagaimana sistem kekebalan manusia melawan SARS-CoV-2. Dalam penyelidikan baru, para ilmuwan dari La Jolla Institute for Immunology (LJI) telah menunjukkan bagaimana antibodi, yang dikumpulkan dari sukarelawan studi klinis ini, berikatan dengan protein “Spike” SARS-CoV-2 untuk menetralkan virus.
Meskipun penelitian telah menunjukkan antibodi terikat pada Spike sebelumnya, penelitian baru ini mengungkapkan bagaimana vaksin Moderna SARS-CoV-2 asli dapat mendorong tubuh untuk memproduksi antibodi terhadap varian omicron SARS-CoV-2 yang lebih baru. Para peneliti juga menangkap struktur 3D yang sangat rinci dari tiga antibodi penetral yang menjanjikan yang terikat pada Spike.
Pekerjaan penting ini menunjukkan dengan tepat di mana Spike rentan terhadap antibodi manusia — dan bagaimana vaksin dan terapi antibodi di masa depan dapat mengeksploitasi kelemahan ini. Faktanya, penelitian pada tikus menunjukkan beberapa antibodi ini dapat membantu mencegah kasus COVID-19 yang parah.
“Untuk menumpulkan pandemi berikutnya dan melindungi orang dari kemunculan kembali musiman yang satu ini, kita memerlukan antibodi dengan kapasitas seluas mungkin—yang tidak dapat lolos,” kata Presiden dan CEO LJI Erica Ollmann Saphire, Ph.D., penulis senior dari studi Laporan Sel baru. “Kami menemukan mereka di San Diegan yang divaksinasi.”
“Mempelajari respons kekebalan orang tersebut secara mendetail menemukan antibodi yang masih efektif melawan banyak varian omicron,” tambah Instruktur LJI Kathryn Hastie, Ph.D., salah satu pemimpin penelitian dan Direktur Pusat Penemuan Antibodi LJI. “Kami sekarang harus mencari cara untuk meningkatkan antibodi yang kami inginkan daripada yang lain yang kurang efektif.”
Mengambil varian virus
Sepanjang pandemi, para ilmuwan di LJI telah mengumpulkan sampel darah di sini di San Diego, dan dari laboratorium di seluruh dunia, dengan tujuan memahami peran sel kekebalan yang berbeda dalam melawan SARS-CoV-2.
Antibodi adalah salah satu pejuang paling elit dari sistem kekebalan tubuh. Molekul ini dibuat oleh sel B dan setiap antibodi memiliki struktur spesifik yang dimaksudkan untuk mengikat target spesifik pada patogen. Seolah-olah sel B melihat tepat sasaran pada patogen dan kemudian bekerja membuat panahnya.
Untuk studi baru, antibodi berasal dari sukarelawan studi klinis yang menerima dua dosis vaksin Moderna SARS-CoV-2. Vaksin Moderna bekerja dengan mendorong tubuh untuk membuat protein Spike—sekilas virus bullseye—sehingga dapat mulai bekerja pada antibodi dan persenjataan lain melawan virus yang sebenarnya.
Sampel dari relawan studi dikumpulkan pada awal 2021—sebelum kemunculan omicron. Itu berarti antibodi apa pun yang dibuat oleh sukarelawan adalah hasil vaksinasi, bukan paparan omicron.
Varian omicron SARS-CoV-2 muncul pada akhir 2021 dan menyebar dengan cepat. Omicron menonjol dari varian lain karena mengandung mutasi yang membantunya menghindari perlindungan sel kekebalan. Banyak antibodi yang dirancang untuk melawan varian SARS-CoV-2 sebelumnya tidak dapat mencapai sasarannya di omicron.
Menemukan antibodi pemenang
Untungnya, tidak semua orang menghasilkan jenis antibodi yang sama. Faktanya, komposisi sel penangkal virus dan antibodi sangat bervariasi pada setiap orang. Untuk studi baru, para peneliti memulai dengan kumpulan antibodi dari sukarelawan San Diego. Seperti banyak orang yang menerima dua suntikan vaksin Moderna pertama, orang ini menghasilkan kumpulan antibodi kuat yang mampu menetralkan varian D614G leluhur dari SARS-CoV-2.
Ketika varian virus baru yang menjadi perhatian muncul, para peneliti menguji kolam ini untuk melihat berapa banyak antibodi yang masih dapat mengikat virus yang bermutasi.
“Kami menemukan bahwa kumpulan antibodi ini juga dapat menetralkan varian lain, seperti delta dan omicron,” kata Hastie.
Mereka menemukan bahwa subjek mempertahankan tingkat antibodi sedang hingga tinggi terhadap garis keturunan beta, delta, dan omicron BA.1, BA.1.1 dan BA.2. Di antara antibodi yang bertahan ini, para peneliti menemukan lima antibodi yang benar-benar menurunkan infektivitas BA.1 hingga lebih dari 85 persen.
Para peneliti kemudian mengambil lima antibodi yang tersisa ini melalui rangkaian tes lainnya. Satu antibodi, yang disebut 1C3, menunjukkan harapan dalam memblokir bagian dari proses infeksi (ketika domain pengikat reseptor virus berinteraksi dengan protein manusia ACE2) tetapi hanya terhadap garis keturunan BA.1 dan BA.2. Antibodi lain, 1H2, juga dapat menetralkan beberapa garis keturunan omicron, tetapi melakukannya dengan cara yang berbeda dari 1C3. Sementara itu, antibodi 2A10 reaktif terhadap semua garis keturunan omicron SARS-CoV-2 yang diuji, termasuk yang paling umum sekarang: XBB dan BQ1.
Memetakan target antibodi
Para ilmuwan kemudian memetakan kerentanan ini pada Spike menggunakan teknik pencitraan beresolusi tinggi yang disebut cryo-electron microscopy. “Kami sangat tertarik untuk melihat bagaimana antibodi ini mengenali protein dan struktur Spike,” kata Rekan Pascadoktoral LJI Xiaoying Yu, yang ikut memimpin studi baru dengan Hastie. “Pekerjaan struktural ini memungkinkan kita melihat dengan tepat bagaimana antibodi berinteraksi dengan protein dan bagaimana mereka dapat menetralkan virus.”
Pekerjaan pencitraan mengungkapkan bahwa dua dari antibodi yang menjanjikan mengikat ke SARS-CoV-2 Spike dengan menempel pada dua bagian protein sekaligus. Dengan menangkap Spike dalam pelukan kematian, antibodi ini mengunci struktur virus untuk menghentikan infeksi. Temuan ini konsisten dengan studi Laporan Sel baru-baru ini dari Saphire Lab yang menunjukkan pentingnya antibodi bivalen terhadap varian SARS-CoV-2.
Bisakah ketiga antibodi yang menjanjikan ini diciptakan kembali dalam terapi antibodi untuk mengobati COVID-19? Hasil dari model tikus menggembirakan. Tim LJI menemukan bahwa masing-masing antibodi dengan sendirinya memang bisa menurunkan viral load di paru-paru tikus yang terinfeksi SARS CoV-2 BA.1 dan BA.2.
Ke depan, para peneliti berencana untuk menjalankan lebih banyak antibodi manusia melalui saluran yang sama di LJI—dari isolasi antibodi hingga penyaringan, analisis struktural, dan percobaan model hewan. “Kami dapat melakukan seluruh jalur penemuan antibodi sekarang,” kata Yu. “Penelitian ini akan membantu kami memerangi varian yang kami miliki saat ini dan memberi kami target untuk pengembangan dan terapi vaksin di masa depan.”
Informasi lebih lanjut: Kathryn M. Hastie et al, Antibodi penetralisir Omicron Ampuh diisolasi dari pasien yang divaksinasi 6 bulan sebelum kemunculan Omicron, Cell Reports (2023). DOI: 10.1016/j.celrep.2023.112421
Disediakan oleh Institut Imunologi La Jolla
Kutipan: Bahkan ketika SARS-CoV-2 bermutasi, beberapa antibodi manusia melawan (2023, 25 April) diambil 25 April 2023 dari https://medicalxpress.com/news/2023-04-sars-cov-mutates-human-antibodi .html
Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.