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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/66153
DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE ANTICORPOS MONOCLONAIS E RESPOSTA DE NEUTRÓFILOS HUMANOS FRENTE A PROTEÍNAS E ANTICORPOS CONTRA O SARS-COV-2
Anticorpo monoclonal
Anticorpos neutralizantes
Neutrófilos
Espécie reativa de oxigênio
Mieloperoxidase
Mediadores solúveis
Monoclonal antibody
Neutralizing antibodies
Neutrophils
Reactive oxygen species
Myeloperoxidase
Soluble mediators
Almeida, Nathalie Bonatti Franco | Date Issued:
2023
Co-advisor
Comittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Abstract in Portuguese
Um novo coronavírus, o SARS-CoV-2, foi identificado como o agente etiológico da coronavirus disease (COVID-19). A COVID-19 foi de grande impacto e ameaça à saúde global. Inicialmente não haviam testes de diagnóstico, tratamento específico, nem vacinas disponíveis para permitir o controle e prevenção da doença. Na primeira parte deste estudo, foi desenvolvido um anticorpo monoclonal murino pela tecnologia de hibridoma com potencial aplicação em pesquisas científicas, diagnóstico e tratamento da COVID-19. Além disso, esta pesquisa também incluiu a caracterização desta molécula para determinação da capacidade de neutralização viral. No segundo capítulo, avaliamos e resposta de neutrófilos (PMNs) humanos frente à proteínas e anticorpo produzido contra o vírus SARS-CoV-2, visto que estas células foram reportadas na literatura como células cruciais na COVID-19 grave e óbito. Os componentes do SARS-CoV-2 responsáveis por isso ainda não estavam elucidados. Avaliamos in vitro como os PMNs respondem às proteínas S1 da cepa de Wuhan e à variante Omicron do SARS-CoV-2, aos anticorpos anti-S IgG1 e aos complexos imunes (CIs) formados por eles. Também avaliamos esta resposta junto ao vírus Influenza A, visto que casos dessa coinfecção foram registrados em diversos países. Nossos resultados demonstraram que o anticorpo monoclonal produzido foi capaz de neutralizar a cepa selvagem do vírus bem como a variante Delta do SARS-CoV-2 no ensaio de microneutralização viral. Esta capacidade neutralizante não foi observada frente à variante Omicron. Nossos resultados mostram que quando estimulados, os PMNs respondem diferente à proteína S1 do vírus, anticorpo anti-S IgG1 e respectivos CIs. A proteína Wuhan S1 (W-S1) não afetou significativamente a geração de Espécies Reativas de Oxigênio (EROs) pelos PMNs enquanto Omicron S1 (O-S1) induziu significativamente essa geração. O anticorpo anti-S IgG1 induziu produção significativa de ERO pelo PMNs. Enquanto o complexo imune de Wuhan (W-IC) aumentou significativamente, isso não foi observado para Omicron (O-IC). A geração de ERO por PMNs humanos foram infectados com 1 MOI da cepa A/Hong Kong/8/1968 (H3N2) mostrou produção significativamente maior de ERO por PMNs do que células não estimuladas. Quando estimulados em conjunto (IAV e as moléculas descritas) não foi observada o aumento de ERO quando comparado com células não estimuladas. Na quantificação da enzima mieloperoxidase (MPO) por Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA), observamos que a proteína W-S1, anti-S IgG1 e O-IC aumentaram significativamente a produção de MPO por PMNs em comparação com o controle negativo. A partir da quantificação de mediadores solúveis (citocinas, quimiocinas e fatores de crescimento) por Luminex em sobrenadantes de PMNs, observamos diferenças entre a estimulação com cada molécula e os PMNs não estimulados. A partir do exposto, desenvolvemos uma molécula estável, de alta afinidade e funcional frente ao vírus SARS-CoV-2. Em conjunto, os resultados do capítulo II fornecem evidências científicas sobre a resposta de PMNs na COVID-19, sendo a reposta destas células variante-dependente. Palavras-chave: SARS-CoV-2; COVID-19; anticorpo monoclonal; anticorpos neutralizantes; neutrófilos; espécie reativa de oxigênio; mieloperoxidase; mediadores solúveis.
Abstract
The new coronavirus, SARS-CoV-2, has been identified as the etiological agent of the coronavirus disease (COVID-19). COVID-19 has had a major impact on global health. Initially, they did not present diagnostic tests, specific treatments, or vaccines available to control and prevent the disease. In the first part of this study, a murine monoclonal antibody was developed using hybridoma technology with potential applications in the scientific research, diagnosis, and treatment of COVID-19. Furthermore, this research also included the characterization of this molecule to determine the origin of its viral neutralizing capacity. In the second chapter, we evaluate and respond to human neutrophils (PMNs) against proteins and antibodies produced against SARS-CoV-2, as these cells have been reported in the literature as crucial cells in severe COVID-19 and death. The components of SARS-CoV-2 responsible for this are yet to be elucidated. For this, we evaluated in vitro how PMNs respond to S1 proteins from Wuhan and the Omicron variant of SARS-CoV-2, anti-S IgG1 antibodies, and the immune complexes (ICs) formed by them. We also evaluated this response with the Influenza A virus, as cases of this co-infection have been recorded in several countries. Our results indicate that the monoclonal antibody neutralized the wild-type virus strain and the delta variant of SARS-CoV-2 in the viral microneutralization assay. This neutralizing capacity was not observed for the Omicron variant. Our results show that, when stimulated, PMNs can respond differently to the virus S1 protein, anti-S IgG1 antibody, and respective ICs. Wuhan S1 protein (W-S1) did not significantly affect the generation of Reactive Oxygen Species (ROS) whereas Omicron S1 (O-S1) significantly induced this generation. Anti-S IgG1 antibody induced significant ROS production in PMNs. While the Wuhan immune complex (W-IC) increased significantly, this increase was not observed for Omicron (O-IC). ROS generation by human PMNs infected with 1 MOI of the A/Hong Kong/8/1968 strain (H3N2) showed significantly greater ROS production by PMNs than by unstimulated cells. An increase in ROS levels was observed compared to that in non-stimulated cells. Quantification of the enzyme myeloperoxidase (MPO) by Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) showed that the W-S1 protein, anti-S IgG1, and O-IC significantly increased the production of MPO by PMNs compared to the negative control. From the quantification of soluble mediators (cytokines, chemokines, and growth factors) in PMN supernatants by Luminex, we observed a difference between stimulation with each molecule and non-stimulated PMNs. Therefore, we developed a stable, high-throughput, and functional molecule against SARS-CoV-2. The results of chapter II provide scientific evidence on the response of PMNs to COVID-19, with the response of these variant cells being dependent.
Keywords in Portuguese
SARS-CoV-2Anticorpo monoclonal
Anticorpos neutralizantes
Neutrófilos
Espécie reativa de oxigênio
Mieloperoxidase
Mediadores solúveis
Keywords
SARS-CoV-2Monoclonal antibody
Neutralizing antibodies
Neutrophils
Reactive oxygen species
Myeloperoxidase
Soluble mediators
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