Análise molecular do repertório de anticorpos de cavalo após imunização com a proteína spike de SARS-COV-2
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
Membros da banca
Glória Regina Franco
Diogo Magnani
Diogo Magnani
Resumo
Os anticorpos derivados de cavalos desempenham um papel crucial no tratamento de diversas doenças há mais de um século. No Brasil, o Instituto Vital Brazil e o Instituto Butantan têm desempenhado um papel significativo na produção de anticorpos terapêuticos. Dentre estes, estudos tem utilizado o plasma de cavalos como estratégia no enfrentamento da COVID-19. Foi mostrado que os plasmas desses animais podem ser 150 vezes mais neutralizantes do que os plasmas de pacientes convalescentes. No entanto, nossa compreensão do sistema imunológico equino, incluindo os anticorpos equinos, ainda é muito limitada.
Diante da elevada neutralização do plasma equino, isolar anticorpos do mesmo, poderia levar a uma alternativa terapêutica de combate à COVID-19. Por isso, este trabalho tem como objetivo aprofundar a compreensão dos anticorpos transcritos e circulantes contra a proteína spike de SARS-CoV-2 de equinos com o objetivo de desenvolver novos imunoterapêuticos.
Neste estudo, adotamos uma abordagem integrada, empregando o sequenciamento dos transcritos dos receptores de células B (Rep-seq) para criar um banco de sequências. Essas sequências foram então usadas para mapear os peptídeos dos anticorpos específicos anti-spike presentes no plasma (Ig-Seq), permitindo a identificação de sequências completas dos anticorpos circulantes.
O sequenciamento NGS dos transcritos de 4 cavalos resultou em uma média de 57.000 clones para a cadeia pesada (IGH), 71.000 para a cadeia leve lambda (IGL) e 8.000 para a cadeia leve kappa (IGK). Através da sorologia, identificamos 106 sequências específicas para IGH, 49 para IGL e 19 para IGK. Além disso, conseguimos determinar que as características dos anticorpos spike-específicos são muito similares àquelas do repertório transcrito total.
As cadeias pesadas (19) e leves (2) do cavalo que apresentou o maior título neutralizante foram analisadas e selecionadas para produção de anticorpos. Assim, como perspectiva, estes anticorpos serão produzidos e testados.
Este estudo é o primeiro a revelar a composição singular dos anticorpos equinos circulantes anti-spike, destacando características distintas em comparação com os anticorpos previamente caracterizados contra o SARS-CoV-2. Essa descoberta abre promissoras perspectivas para a criação de anticorpos equinos terapêuticos destinados ao combate da COVID-19.
Abstract
Antibodies derived from horses have played a crucial role in the treatment of
various diseases for over a century. In Brazil, the Vital Brazil Institute and the Butantan
Institute have played a significant role in the production of therapeutic antibodies.
Among these, studies have used horse plasma as a strategy to fight COVID-19. It has
been shown that plasma from these animals can be 150 times more neutralizing than
plasma from convalescent patients. However, our understanding of the equine immune
system, including equine antibodies, is still very limited.
Given the high neutralization of equine plasma, isolating antibodies from it could
lead to a therapeutic alternative to combat COVID-19. Therefore, this work aims to
deepen the understanding of transcribed and circulating antibodies against the SARS-
CoV-2 spike protein in horses with the aim of developing new immunotherapeutics.
In this study, we adopted an integrated approach, employing the sequencing of
B-cell receptor transcripts (Rep-seq) to create a bank of sequences. These sequences
were then used to map the peptides of the specific anti-spike antibodies present in
plasma (Ig-Seq), allowing the identification of complete sequences of circulating
antibodies.
NGS sequencing of transcripts from 4 horses resulted in an average of 57,000
clones for the heavy chain (IGH), 71,000 for the lambda light chain (IGL) and 8,000 for
the kappa light chain (IGK). Through serology, we identified 106 specific sequences
for IGH, 49 for IGL and 19 for IGK. In addition, we were able to determine that the
characteristics of the spike-specific antibodies are very similar to those of the total
transcript repertoire.
The heavy (19) and light (2) chains of the horse that showed the highest
neutralizing title were analyzed and selected for antibody production. As a prospect,
these antibodies will be produced and tested.
This study is the first to reveal the unique composition of circulating equine anti-
spike antibodies, highlighting distinct characteristics compared to previously
characterized antibodies against SARS-CoV-2. This discovery opens up promising
prospects for the creation of therapeutic equine antibodies to combat COVID-19.
Assunto
Bioquímica e imunologia, Anticorpos, Imunoglobulinas, Betacoronavirus, Cavalos
Palavras-chave
anticorpos, imunoglobulinas, Sars-CoV-2, cavalo