Immunoglobuline G policlonali umane da bovini trans-cromosomici inibiscono MERS-CoV in vivo

Riassunto e traduzione dell’articolo: Thomas Luke, Hua Wu, Jincun Zhao, Rudragouda Channappanavar, Christopher M. Coleman, Jin-An Jiao, Hiroaki Matsushita, Ye Liu, Elena N. Postnikova, Britini L. Ork, Gregory Glenn,  David Flyer, Gabriel Defang, Kanakatte Raviprakash, Tadeusz Kochel, Jonathan Wang, Wensheng Nie, Gale Smith, Lisa E. Hensley, Gene G. Olinger, Jens H. Kuhn, Michael R. Holbrook, Reed F. Johnson, Stanley Perlman, Eddie Sullivan, Matthew B. Frieman, Human polyclonal immunoglobulin G from transchromosomic bovines inhibits MERS-CoV in vivo, Science Translational Medicine

Riassunto e traduzione a cura di: Elisa Martini; Revisionato: Francesca Fontana

Articolo Originale Pubblicato il 17 Febbraio 2016

L’utilizzo di bovini transcromosomici permette la produzione di IgG umane in grandi quantita’ per immunoterapia passiva. Luke et al riportano la produzione di anticorpi policlonali neutralizzanti contro MERS-CoV a partire da virus ucciso o proteina spike purificata (SAB-300 e SAB-301) e la validazione dell’attivita’ virale in vitro e in vivo. 

Le terapie basate su immunizzazione passiva (e.g. plasma da convalescenti, anticorpi neutralizzanti) hanno notevole potenziale terapeutico, ma presentano difficolta’ nella produzione su vasta scala in tempi rapidi. Una potenziale fonte di anticorpi umani sono i bovini trans-cromosomici (Tc). Questi sono bovini geneticamente modificati con una delezione dei geni codificanti le immunoglobuline bovine e l’aggiunta di un cromosoma umano artificiale. Il trans-cromosoma esprime i geni delle catene leggere e pesanti degli anticorpi umani e possono essere ingegnerizzati per produrre immunoglobuline tipo G (IgG).  In seguito a vaccinazione, i bovini trans-cromosomici producono fino a 15g/litro di immunoglobuline umane, con una produzione tra 150 e 600 g di IgG umane al mese. 

Luke et al hanno utilizzato due diversi vaccini sperimentali sviluppati contro Middle East Respiratory Virus coronavirus (MERS-CoV), virus responsabile dell’outbreak di MERS del 2015, per produrre anti-MERS-CoV hyperimmune-IgG (hIgG) umane in bovini Tc.

  • Vaccino con virus ucciso del ceppo Jordan (clade A
  • Vaccino con la proteina spike del cappo Al-Hasa (clade B).

Dopo immunizzazioni seriali con i due vaccini, dal plasma dei bovini immunizzati sono stati 

isolati due pool di hIgG: SAB-300 dal ceppo Jordan e SB-301 dal ceppo Al-Hasa, entrambi contenenti tutte le sottoclassi di IgG umane con elevata percentuale di IgG1: 99% e 93%, rispettivamente. 

Entrambe le hIgG hanno mostrato attività neutralizzante in vitro, confermando la presenza di anticorpi neutralizzanti policlonali. Inoltre non sono stati osservati in vitro segni di ADE (antibody-dependent enhancement), ossia ingresso del virus in cellule non permissive mediato dagli anticorpi. 

Infine SAB-301 è stato testato in vivo in topi permissivi all’entrata virale. SAB-301 è stato scelto per il suo profilo di sicurezza e la maggior facilità di produzione del vaccino sperimentale usato per generarlo.

Il protocollo sperimentale consisteva nell’iniezione intraperitoneale di SAB-301  a due dosi (100 o 500 µg/topo), seguita,  12 ore dopo, dall’infezione virale per via intranasale con 1×105 PFU di MERS-CoV (ECM/2012). A 5 giorni dall’infezione nei polmoni dei topi riceventi SAB-301, ad entrambe le dosi, il titolo virale risultava non detettabile dimostrando un effetto protettivo di SAB-301. L’attività terapeutica post-esposizione è stata valutata in topi permissivi iniettati con 500µg di SAB-301 24 o 48 ore dopo l’infezione. A 5 giorni dall’infezione, nei polmoni dei topi che avevano ricevuto SAB-301 24 ore dopo l’esposizione il titolo virale non era detectabile, mentre i topi che avevano ricevuto SAB-301 48 ore dopo l’infezione il titolo virale era 1000 volte più basso rispetto al controllo negativo.  

Conclusione: entrambi i vaccini sperimentali utilizzati in questo lavoro si sono dimostrati altamente immunogenici e le hIgG prodotte mostrano capacità preventive e terapeutiche sia in vitro che in vivo. Tuttavia le hIgG prodotte in bovini Tc non sono mai stati testate in pazienti, non si hanno quindi dati sulla tossicità o reazioni avverse, inoltre non si conosce l’entità di ADCC (antibody dependent cell mediated cytotoxicity) e CDC (complemente dependent cytotoxicity) di SAB-301 nell’uomo.

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