O Sequenciamento do Repertório Imunitário Acelera o Desenvolvimento de Vacinas

Com o surgimento dos antibióticos, a pandemia ou epidemia local causada por bactérias patogénicas diminuiu significativamente. No entanto, o abuso de antibióticos acelerou o surgimento de bactérias resistentes a medicamentos e o número de mortes devido a bactérias resistentes a medicamentos no mundo está a aumentar ano após ano, a resistência microbiana a medicamentos tornou-se uma crise global cada vez mais séria, que representa uma grande ameaça à saúde humana. Novos métodos que possam substituir o tratamento com antibióticos são urgentemente necessários, além de regular o uso de antibióticos e acelerar o desenvolvimento de novos antibióticos, as vacinas são consideradas uma ferramenta eficaz para mitigar a crise de resistência a medicamentos.

Devido ao desenvolvimento vigoroso da tecnologia de sequenciamento de próxima geração e à crescente aplicação da imunização no diagnóstico e tratamento de doenças, o sequenciamento do repertório imune tem sido amplamente estudado. O sequenciamento do repertório imune refere-se a tomar linfócitos T/B como alvo de pesquisa e usar tecnologia de PCR múltipla para amplificar a região determinante complementar (região CDR3) que determina a diversidade do receptor de células B (BCR) ou do receptor de células T (TCR), e depois combinar a tecnologia de sequenciamento de alto rendimento para avaliar de forma abrangente a diversidade do sistema imune. Atualmente, a tecnologia de sequenciamento de alto rendimento da biblioteca de imunoglobulina foi aplicada à pesquisa de muitas doenças, incluindo design e avaliação de vacinas, biomarcadores para diagnóstico, classificação e prognóstico de tumores, detecção de doença residual mínima (MRD), doenças autoimunes, pesquisa de tumores e monitorização pós-transplante.

O sequenciamento do repertório imune facilita o estudo de anticorpos induzidos pela vacina COVID-19

A COVID-19 continua desde o final de 2019, o que representa grandes desafios para a segurança da saúde pública global e resultou numa crise económica em todo o mundo. Entre as vacinas aprovadas e os candidatos a vacinas em avaliação clínica, exceto as vacinas de vírus inativado, as outras utilizam o domínio de ligação ao receptor (RBD) do SARS-CoV-2 ou a proteína spike (S) como imunógeno vacinal. No entanto, poucos estudos compararam sistematicamente as bibliotecas de anticorpos induzidas pelos imunógenos RBD e S. Os investigadores utilizaram o sequenciamento do repertório imune 10×Genomics para obter importantes insights sobre as respostas de anticorpos a diferentes antígenos do SARS-CoV-2. Os resultados indicaram que, em contraste com o RBD, o imunógeno S elicou mAbs neutralizantes diversos que visavam não apenas o RBD, mas também o NTD. Esses mAbs diversos têm potencial para exercer uma atividade neutralizante potente contra o SARS-CoV-2 através de efeito sinérgico e são geralmente benéficos para combater variantes do vírus. Mais importante ainda, esses diferentes anticorpos podem resistir ao risco de falha da vacina causado pela mutação do vírus até certo ponto.

Repertórios BCR distintos elicidos por vacinas RBD e S do SARS-CoV-2 em ratos

A aplicação do sequenciamento de células B em pacientes convalescentes

Um relatório recente mostra a identificação rápida e eficiente de anticorpos neutralizantes do SARS-CoV-2 alcançada através do sequenciamento de RNA de célula única de alto rendimento e sequenciamento VDJ de células B ligadas a antígenos de pacientes convalescentes de COVID-19. Mais de 8.500 clonótipos de células B ligadas a antígenos expressando anticorpos imunoglobulina G1 (IgG1) foram identificados em 60 pacientes convalescentes. O sequenciamento de BCR pode levar à identificação de mAbs neutralizantes altamente potentes que têm forte eficácia terapêutica e profilática e é de grande importância para o prognóstico da doença e design de vacinas, o que poderia ajudar significativamente na intervenção de doenças infecciosas prevalentes e emergentes, como a COVID-19.

Sequenciamento de Células B de Pacientes Convalescentes de Alto Rendimento

O sequenciamento do repertório imune amadureceu para se tornar uma tecnologia poderosa para a descoberta de antígenos. Espera-se que mais estudos sejam realizados nos próximos anos para esclarecer questões prementes na área. Antígenos descobertos por este método podem ser diretamente codificados em vacinas baseadas em ácidos nucleicos, constituindo um pipeline de desenvolvimento de vacinas versátil e poderoso. No futuro, a tecnologia de Sequenciamento do Repertório Imune pode não apenas promover o rápido desenvolvimento de vacinas bacterianas (especialmente vacinas direcionadas a bactérias intracelulares), mas também fazer maiores esforços na descoberta de novos antígenos tumorais, ajudando as vacinas de mRNA a avançar para um desenvolvimento mais sofisticado. Espera-se que melhorias adicionais aumentem o número de antígenos identificados e fortaleçam a aliança de ouro com plataformas de vacinas de vetor viral e de mRNA, facilitando o desenvolvimento de vacinas antibacterianas eficazes e inovadoras.

Referências:

1. Lavinder JJ, Wine Y, Giesecke C, et al. Identificação e caracterização dos anticorpos constituintes do soro humano elicidos pela vacinação. Proc Natl Acad Sci U S A. 2014;111(6):2259-2264.
2. Sureshchandra, Suhas et al. Perfilamento de célula única dos repertórios de células T e B após vacina de mRNA SARS-CoV-2. JCI insight vol. 6,24 e153201. 22 Dez. 2021.
3. Tian, Siyu et al. Repertórios BCR distintos elicidos por vacinas RBD e S do SARS-CoV-2 em ratos. Cell discovery vol. 7,1 91. 7 Out. 2021.
4. Cao, Yunlong et al. Anticorpos Neutralizantes Potentes contra o SARS-CoV-2 Identificados por Sequenciamento de Célula Única de Alto Rendimento de Células B de Pacientes Convalescentes. Cell vol. 182,1 (2020): 73-84.e16.