Нейтрализующее антитело оказывает сильное ингибирующее действие до и после прикрепления вируса Зика к клеткам

Вирус Зика (ZIKV) может вызывать ряд осложнений, включая микроцефалию у плода, при этом специфической терапии или вакцины нет. Существуют зрелые и незрелые формы вирионов ZIKV, однако они обе заражают клетки. Криоэлектронная микроскопия показала, что на поверхности зрелого вируса Зика (mZIKV) находятся 180 копий белка оболочки (E), формирующих икосаэдрическую симметрию с 60 асимметричными единицами. Внутри асимметричной единицы находятся три белка E; эти белки существуют в виде димеров. mZIKV обладают повышенной термической стабильностью по сравнению с другими флавивирусами. Белок E — важный антиген на поверхности вируса. Его эктодомен состоит из трех доменов: EDI, EDII и EDIII. Этот белок облегчает проникновение вируса в клетки, прикрепление к рецепторам на поверхности клетки, интернализацию и последующее слияние с эндосомальной мембраной.

Поверхность незрелого вируса Зика (immZIKV) содержит 180 копий гетеродимера prM:E. Молекула prM является предшественником белка M. Гетеропротеины prM-E организованы в виде тримерных шипов у immZIKV. Следовательно, immZIKV имеет иные антигенные характеристики по сравнению с mZIKV.

Ранее было показано, что человеческое моноклональное антитело (HMAb) A9E, специфичное к ZIKV, обладает высокой нейтрализующей способностью (IC50 = 5–10 нг/мл) in vitro и хорошо защищает мышей. В новой работе исследователи из Сингапура и США выяснили, как HMAb A9E предотвращает инфекцию.

Антитела могут нейтрализовать вирусы различными способами, включая агрегацию вирусных частиц, блокирование связывания вируса с рецептором на клетках хозяина и ингибирование слияния вируса с мембранами эндосом. HMAb A9E, по-видимому, способствует агрегации вирусных частиц, деформирует поверхность капсида и не дает вирусу связаться с клеточными рецепторами. Слияние с липосомами антитела блокируют плохо в протестированных концентрациях.

mZIKV (штамм H/PF/2013) смешали с участком связывания антигена (Fab) A9E и проанализировали структуру комплекса. Fab A9E не вызывал существенных структурных перестроек димеров E. Интересно, что только 140 копий Fab связывали 180 копий E на поверхности вируса. Уже прикрепившиеся Fab препятствовали связыванию новых Fab. Эпитоп A9E охватывает EDI, EDIII и соединяющий их линкер EDI:EDIII.

При инкубации immZIKV с Fab A9E большая часть вирусных частиц осталась интактной, тогда как другие деформировались. Из 180 копий белков E на поверхности immZIKV только 60 ,skb связаны с Fab-фрагментом.

Незрелые флавивирусы обычно плохо заражают клетки, но могут стать более заразными при образовании комплексов с антителами посредством антителозависимого усиления инфекции (ADE). Нейтрализующие антитела способны вызывать ADE, но с другими диапазонами концентраций антител. IgG A9E поддерживали ADE, но в гораздо более узком диапазоне концентраций, чем не-нейтрализующие антитела.

Таким образом, HMAb A9E оказывает сильное ингибирующее действие до и после стадии прикрепления вируса к клеткам. Поскольку EDIII является частью его эпитопа и, как предполагается, содержит сайт связывания рецептора флавивируса, связывание антитела может напрямую ингибировать прикрепление вируса к рецепторам хозяина. При определенных концентрациях IgG HMAb A9E может вызывать агрегацию вируса. При высоких концентрациях антител HMAb A9E искажал структуру как зрелых, так и незрелых вирусных частиц.

Вирус Зика избегает иммунитета, перемещаясь по туннельным нанотрубкам