Language
Молекулярная судьба
ДомДом > Новости > Молекулярная судьба
ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ

Молекулярная судьба

Jun 28, 2023

Nature, том 615, страницы 482–489 (2023 г.) Процитировать эту статью

33 тыс. доступов

5 цитат

295 Альтметрика

Подробности о метриках

Защитная эффективность сывороточных антител является результатом взаимодействия антигенспецифичных клонов В-клеток с различным сродством и специфичностью. Эта клеточная динамика лежит в основе таких явлений на уровне сыворотки, как первородный антигенный грех (ОАС) — предполагаемая склонность иммунной системы неоднократно полагаться на первую группу В-клеток, задействованных антигенным стимулом при встрече с родственными антигенами, в ущерб индукции ответы de novo1,2,3,4,5. Подавление новых, специфичных для варианта антител по типу ОАС может стать препятствием для вакцинации против быстро развивающихся вирусов, таких как грипп и SARS-CoV-26,7. Точное измерение подавления ОАС-типа является сложной задачей, поскольку клеточное и временное происхождение невозможно легко приписать антителам, находящимся в кровообращении; поэтому его влияние на последующие реакции антител остается неясным5,8. Здесь мы представляем подход молекулярного картирования судеб, с помощью которого можно дифференциально обнаруживать сывороточные антитела, полученные из определенных когорт В-клеток. Мы показываем, что сывороточные ответы на последовательную гомологичную ревакцинацию в подавляющем большинстве происходят от первичных когортных B-клеток, в то время как более поздняя индукция новых ответов антител от наивных B-клеток сильно подавляется. Такая «первичная зависимость» резко снижается в зависимости от антигенного расстояния, что позволяет реиммунизировать дивергентными вирусными гликопротеинами для получения ответов антител de novo, нацеленных на эпитопы, которые отсутствуют в праймирующем варианте. Наши результаты имеют значение для понимания ОАГ, а также для разработки и тестирования вакцин против развивающихся патогенов.

Способность сывороточных антител защищать от инфекции является новым свойством сложной смеси иммуноглобулинов, секретируемых с течением времени клонами В-клеток различной специфичности и диапазона сродства. Плазматические клетки, продуцирующие эти антитела, возникают несколькими параллельными путями, начиная от прямой дифференциации из наивных предшественников В-клеток после первичной инфекции или иммунизации и заканчивая сложными путями, включающими один или несколько раундов созревания аффинности в зародышевых центрах (ГЦ) и интеркалирование фаз В-клеток памяти. . Сложность этих клеточных путей заметно усугубляется повторяющимся воздействием антигенов9,10,11,12, и их окончательный вклад в пул сывороточных антител трудно поддается деконволюции. С одной стороны, молекулярный анализ генов иммуноглобулинов, полученных из памяти или GC B-клеток, не позволяет напрямую оценить состав антител в сыворотке13,14,15,16; с другой стороны, прямые исследования клонального состава сывороточных антител не могут легко определить клеточное или временное происхождение антител различной специфичности17,18. Поэтому клональная динамика иммунных явлений, происходящих на уровне сыворотки, остается плохо изученной.

Феноменом на уровне сыворотки крови, который было особенно трудно разгадать, является ОАС, описанный в 1950-х годах как тенденция людей, подвергшихся воздействию определенного штамма гриппа, реагировать антителами, которые сильнее реагируют на первый штамм гриппа, с которым они столкнулись в начале века. детстве, чем к самому штамму1,19. Первоначально ОАС объясняли склонностью иммунной системы многократно повторно использовать первую группу В-клеток, реагирующих на антиген, реактивность которых обязательно будет смещена в сторону штамма, который первоначально ее вызвал. Однако, в отличие от родственных концепций, таких как антигенное старшинство4,20, ОАС (как определено здесь) требует активного подавления рекрутирования de novo новых клонов В-клеток из наивного репертуара после бустерной терапии2,3,4, тем самым ограничивая способность иммунная система вызывает специфические реакции антител, чтобы избежать эпитопов. Степень, в которой это активное подавление существует и влияет на последующие реакции, обсуждается на протяжении десятилетий5,8. Совсем недавно эксперименты по картированию судеб В-клеток на мышах показали, что, в отличие от предсказаний OAS, GC, образующиеся в ответ на буст-стимуляцию, состоят почти исключительно из наивных, а не из В-клеток, полученных из памяти21,22,23. Это более позднее добавление означает, что либо эффекты ОАС у мышей незначительны, либо что ОАС представляет собой явление, наблюдаемое исключительно на уровне сыворотки.

133 days after the previous boost) was dominated by Strep-tagged antibodies (Fig. 2h and Extended Data Fig. 3f), again failing to demonstrate the progressive increase in Flag+ antibody titres predicted by a simple sequential contribution model (Fig. 2a). We conclude that primary addiction can be very strong when measured at zero antigenic distance—evidence of OAS-type suppression of de novo B cell responses by pre-existing immunity./p>25 barcodes per single mutant). Plasmid DNA was purified and transformed into the AWY101 yeast strain. Sixteen-nucleotide barcodes were associated with their BA.1 variants by PacBio sequencing, and the effects of mutations of RBD expression and ACE2 binding were measured, essentially as described61. These experiments are described and analysed at GitHub (https://github.com/jbloomlab/SARS-CoV-2-RBD_DMS_Omicron)./p>1 amino-acid mutation, low sequencing counts (<50 in the preselection condition) or highly deleterious mutations that might cause antibody escape simply by leading to poor expression of properly folded RBD on the yeast cell surface (an ACE2 binding score of <−2 or an RBD expression score of <−1.25 or <−0.83361 for the WH1 and BA.1 mutant libraries, respectively, reflecting the different baseline expression levels of the two wild-type RBDs). The reported antibody-escape scores throughout the paper are the average across duplicate libraries; these scores are also in Supplementary Table 1. Correlations in final single-mutant escape scores are shown in Extended Data Fig. 6c. Full documentation of the computational analysis is available at GitHub (https://github.com/jbloomlab/SARS-CoV-2-RBD_MAP_OAS)./p>10× the median across all sites and at least 10% the maximum of any site. For each sample, the y axis was scaled to be the greatest of (1) the maximum site-wise escape metric observed for that sample or (2) 20× the median site-wise escape fraction observed across all sites for that plasma. The code that generates these logo plot visualizations is available at GitHub (https://github.com/jbloomlab/SARS-CoV-2-RBD_MAP_OAS/blob/main/results/summary/escape_profiles.md). To visualize serum escape on the RBD structure, the WH1 RBD surface (PDB: 6M0J) was coloured by the site-wise escape metric at each site, with white indicating no escape and red indicating the site with the most escape./p>

FM1>FM1 data are for the same samples as in Fig. 3d, re-measured in the same assay as Ø>FM1>FM1. (b) Schematic representation of HA prime-boost strategy. S1pr2-IgkTag/Tag mice were primed i.p. with HANY95 in alhydrogel and boosted homologously or heterologously with HAN99 or HACA09 in alhydrogel as indicated. (c) Full time course of anti-HA tag-specific ELISA reactivity (optical density at 1:100 dilution) of the same mice shown in Fig. 3f. Anti-HANY95 (top), HANC99 (middle) and HACA09 (bottom) ELISAs are shown, with Strep (left) and FLAG (right) detection. (d) Relationship between primary addiction and antigenic distance for infection and immunization experiments. Graph compiles primary addiction indices from Fig. 3d and 3g. Bars are ordered by amino acid identity between the priming and boosting HAs. P-values are for one-way ANOVA, with % identity as a categorical variable, or Pearson correlation, with (100 – % identity) as a linear variable./p>