¿Cómo medir la efectividad de la vacunación contra el COVID-19?
Para comprender la utilidad del MaxNAb Kit ELISA para anticuerpos neutralizantes de SARS-CoV-2 en la medición de la efectividad de la vacunación y su diferencia con otras pruebas de detección de anticuerpos contra este virus, debemos conocer aspectos de la respuesta inmune al COVID-19, las pruebas serológicas de anticuerpos utilizadas para el diagnóstico y los fundamentos de las vacunas contra el COVID-19.
Diferencias clínicas entre niños y adultos
La mayoría de los niños con una infección por SARS-CoV-2 son asintomáticos o presentan síntomas leves: tos, fiebre o síntomas gastrointestinales.
Los bebés menores de 1 año y los niños con ciertas afecciones médicas subyacentes tienen un mayor riesgo de desarrollar una forma grave de COVID-19.
En algunos raros casos, los niños que desarrollan COVID-19 presentan una afección médica llamada “Síndrome inflamatorio multisistémico en niños” (SIM-N). Esta afección causa inflamación de los ojos, la piel, el cerebro, los riñones, los pulmones, el corazón o el tracto gastrointestinal, que a veces comienza semanas después de que han contraído el SARS-CoV-2.
Los adultos son más propensos que los niños a manifestar una enfermedad grave o crítica por COVID-19, especialmente los que son mayores o aquellos con ciertas condiciones médicas subyacentes, como obesidad, diabetes tipo 2, enfermedad renal crónica y cáncer.
La enfermedad grave a menudo requiere hospitalización y puede incluir el manejo de complicaciones como el “Síndrome de dificultad respiratoria aguda” (SDRA), neumonía, coágulos de sangre, lesión renal aguda, sepsis o miocardiopatía.
Un estudio de investigadores del Centro Médico Irving de la Universidad de Columbia en Nueva York de noviembre 2020 demostró diferencias claras entre las respuestas de anticuerpos de niños y adultos con COVID-19. En particular, las diferencias se observaron en el tipo, la cantidad y la actividad neutralizante de los anticuerpos.
Diferentes respuestas de anticuerpos
Las personas con una infección por SARS-CoV-2 y aquellas que se han recuperado de una enfermedad leve muestran anticuerpos específicos contra las proteínas del coronavirus SARS-CoV-2: proteínas de la espícula (S) y proteínas del nucleocápside (N).
La proteína S del virus se une al receptor de la célula, lo que permite la entrada del virus. La proteína N es necesaria para la replicación de SARS-CoV-2.
Los anticuerpos anti-S pueden neutralizar eficazmente la actividad viral.
En la investigación, los adultos generaron anticuerpos anti-S: inmunoglobulina G (IgG), inmunoglobulina M (IgM) e inmunoglobulina A (IgA). Hubo concentraciones significativamente mayores de estos anticuerpos en el grupo con COVID-SDRA.
Por el contrario, en los niños y en los adultos donantes de plasma convalecientes (CPD), hubo un patrón similar de anticuerpos anti-S: predominio de IgG y niveles bajos de anti-S IgM.
El nivel de anticuerpos anti-N IgG fue significativamente más bajo en los niños que en los adultos y presentaban menor actividad neutralizante.
El grupo de adultos con COVID-SDRA presentó mayor concentración y variedad de anticuerpos anti-SARS-CoV-2, y actividad neutralizante superior.
Estos resultados sugieren que las concentraciones de anticuerpos anti-N dependen de la edad y no de los síntomas.
Razón de las diferencias
“Esta es una nueva infección para todos, pero los niños están adaptados de manera única para ver patógenos por primera vez. Para eso está diseñado su sistema inmunológico. Los niños tienen muchas células T originarias que son capaces de reconocer todo tipo de patógenos nuevos, mientras que las personas mayores dependen más de la memoria inmunológica. No somos tan capaces de responder a un nuevo patógeno como los niños”, explica la co-directora del estudio Donna Farber, Ph.D.
Debido a que el sistema inmunológico de los niños elimina con éxito el virus, esto podría resultar en una respuesta funcional de anticuerpos reducida en comparación con los adultos.
El curso más leve de la enfermedad en los niños también es compatible con concentraciones más bajas de anticuerpos anti-N. Esto se debe a que las proteínas N solo se liberan después de la destrucción de las células infectadas por el SARS-CoV-2.
Según Farber, “Existe una conexión entre la magnitud de la respuesta inmune y la magnitud de la infección: cuanto más grave es la infección, más robusta es la respuesta inmune, porque se necesita tener más células y reacciones inmunes para eliminar una dosis más alta de un patógeno “.
Los niños también pueden generar una respuesta inmune innata más intensa al SARS-CoV-2 que los adultos. La respuesta inmune innata provoca la liberación de interferón, que interfiere con la replicación viral, y macrófagos, que engullen y digieren los virus.
Farber agrega: “Si la respuesta innata es realmente fuerte, eso puede reducir la carga viral en los pulmones, y los anticuerpos y las células T de la respuesta adaptativa tienen menos que eliminar”.
Además, los niños pueden producir menos receptores de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) en las células que recubren sus vías respiratorias con respecto a los adultos. ACE2 es una proteína en la superficie de las células humanas a través de la cual el SARS-CoV-2 ingresa a las células.
PRUEBAS DE ANTICUERPOS PARA COVID-19
Después de la recuperación de los pacientes de COVID-19 los anticuerpos pueden detectarse en la sangre por varios meses o más.
Actualmente no hay suficiente evidencia para saber cuánto tiempo duran estos anticuerpos en sangre o si una infección con el virus en el pasado protege de una nueva infección. De hecho se conocen algunos casos confirmados de reinfección.
Las pruebas de anticuerpos detectan ciertos tipos de anticuerpos relacionados con el COVID-19:
- Anticuerpos de unión.
Pruebas serológicas rápidas detectan si se han desarrollado anticuerpos como respuesta a una infección por SARS-CoV-2, pero no indican cuán efectiva o extensa es la respuesta inmune.
- Anticuerpos neutralizantes.
Prueba más nueva y más sensible, que detecta un subgrupo de anticuerpos que inactivan al virus para determinar lo efectivo que son dichos anticuerpos para bloquear al virus SARS-CoV-2 y así ayudar a proteger contra una nueva infección.
La prueba serológica rápida detecta la presencia de anticuerpos generados como respuesta a la infección de los isotipos IgG, IgM e IgA contra proteínas específicas del virus como las de las espículas (S) y de la nucleocápside (N), en muestras de suero y/o plasma de los pacientes.
Después de la primera semana de iniciada la infección, los anticuerpos IgM comienzan a ser detectables en sangre y se mantienen de 2 a 3 semanas, en tanto que, generalmente después de la segunda semana, aparecen los anticuerpos IgG que perduran en el tiempo.
Estas pruebas se utilizan como una herramienta para aumentar la capacidad diagnóstica al COVID-19, conjuntamente con las pruebas moleculares basadas en la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa reversa (RT-PCR) que detectan al genoma viral, las cuales pueden arrojar resultados negativos en las etapas tardías de la infección.
Por otra parte, se debe tener en cuenta que un resultado negativo de anticuerpos no descarta la infección por el virus, especialmente en las etapas iniciales cuando aún no son detectables estos anticuerpos contra el virus.
NUEVA PRUEBA DE ANTICUERPOS COVID-19 PARA REFLEJAR LA INMUNIDAD AL VIRUS SARS-COV-2 CON MAYOR PRECISIÓN
Las pruebas existentes detectan si la sangre de una persona contiene anticuerpos que se unen a todo el virus, a una proteína de su capside o a la proteína de espícula que le da al SARS-CoV-2 su estructura característica en forma de corona.
Según un equipo de investigadores, muchos de la Universidad de Carolina del Norte (UNC), (Junio 2020), existe una gran probabilidad de que algunas personas con anticuerpos contra otros coronavirus reciban resultados falsos positivos de tales pruebas.
Esto se debe a que los diversos coronavirus tienen muchas características en común, particularmente algunas de las secuencias en sus proteínas de espícula.
Para resolver este problema de poca especificidad, los investigadores han desarrollado una prueba de anticuerpos que detecta una característica que creen que es exclusiva de los coronavirus del SARS-CoV-2.
Los investigadores utilizaron parte de la espícula viral llamada dominio de unión al receptor (RBD), que se une a una proteína particular en las células humanas para infectarlas: la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2)
Los RBD varían considerablemente entre los coronavirus, y el RBD del SARS-CoV-2 solo tiene una similitud relevante con el virus SARS-CoV-1 estrechamente relacionado, que causó el brote de SARS de 2002-2004.
Este tipo de prueba de anticuerpos puede revelar si alguien ha desarrollado una fuerte inmunidad al virus que causa COVID-19 con menor probabilidad de que la prueba dé resultados falsos positivos.
La nueva prueba es 98% sensible, lo que significa que detectaría el 98% de las infecciones y mejor aún, es 100% específica de los anticuerpos producidos para combatir los coronavirus del SARS-CoV-2.
Anticuerpos neutralizantes
Si bien el sistema inmunológico puede generar una variedad de anticuerpos que se unen a diferentes partes de un virus, solo algunos anticuerpos pueden neutralizarlo.
Entonces, los investigadores pasaron a probar si su ensayo reflejaba el número de “anticuerpos neutralizantes” en las muestras de sangre de los pacientes.
Trabajando con colegas de la Escuela de Salud Pública Global UNC Gillings, el equipo encontró que los resultados de la nueva prueba basada en RBD estaban fuertemente correlacionados con los niveles de anticuerpos neutralizantes en las muestras.
VACUNAS COVID-19
La velocidad de propagación del virus SARS-CoV-2 lo ha convertido en una pandemia mundial. Aunado a ello, la letalidad y secuelas que presenta en los pacientes infectados han motivado la búsqueda de vacunas con tecnologías diversas, desde las tradicionales como las vacunas de virus vivo atenuado y de virus inactivado, hasta tecnologías más modernas como las vacunas de vectores víricos y de ácidos nucleicos, las cuales se resumen en el siguiente cuadro:
| TIPO | CARACTERISTICAS |
| Vacunas de virus vivo atenuado | Compuesta por el propio virus SARS-CoV-2 atenuado al que se le ha reducido su virulencia y su capacidad de reproducirse. Al confrontar esta vacuna, el sistema inmunológico aprende a reconocer y combatir esta forma más débil del virus, sin que se desarrolle la enfermedad. |
| Vacunas de virus inactivado | Contienen virus SARS-CoV-2 muerto o inactivado, completo o fragmentos del mismo. Cuando el sistema inmunológico detecta el virus muerto o sus fragmentos, aprende a reconocer al virus SARS-CoV-2 y reacciona dando una respuesta defensiva. |
| Vacunas de subunidades del virus | Están constituidas por proteínas del virus. La proteína que se está utilizando en la mayoría de los laboratorios está localizada en la superficie del virus SARS-CoV-2, denominada “proteína de espícula S”. Esta proteína es la que permite al virus SARS-CoV-2 unirse a la superficie de las células humanas y entrar en ellas, infectándolas. El sistema inmunológico reconoce esta proteína, y si entra en contacto con el virus, previene la entrada del virus en las células impidiendo su replicación y propagación a otras células del organismo. |
| Vacunas de vectores víricos | Esta clase de vacunas utiliza un virus inocuo para nuestro organismo como mensajero o vector, que ha sido modificado genéticamente y tiene la capacidad de producir proteínas de virus SARS-CoV-2 (generalmente, la proteína de espícula S) cuando entra en las células del organismo. El reconocimiento del sistema inmune a esta proteína previene el ingreso del virus y por ende su replicación y el establecimiento de la enfermedad COVID-19. |
| Vacunas de ADN o ARN | El objetivo de este tipo de vacunas es hacer que el mismo organismo produzca directamente una proteína del virus SARS-CoV-2. La vacuna está constituida por plásmidos o liposomas que contienen un fragmento del ácido nucleico del coronavirus (ADN o ARNm) con la información genética para fabricar una proteína específica (generalmente, la proteína de espícula S). El ácido nucleico se inserta en las células humanas, produciendo copias de la proteína del virus, frente a la cual reacciona el sistema inmunitario. |
Como puede observarse, la mayoría de las vacunas están enfocadas a la activación del sistema inmune contra la proteína de espícula del SARS-CoV-2 mediante la producción de anticuerpos neutralizantes para bloquear la unión del virus a las células huésped y en consecuencia impedir el desarrollo del COVID-19.
Por lo tanto, una prueba serológica específica que mida cuantitativamente los anticuerpos neutralizantes para el SARS-CoV-2 en el plasma o suero de pacientes vacunados es la herramienta idónea para evaluar la eficacia de la vacunación y hacer el seguimiento de la duración de la inmunidad generada por dicha vacunación.
MAXNAB KIT ELISA PARA ANTICUERPOS NEUTRALIZANTES DE SARS-COV-2
Existen varios métodos usados para medir anticuerpos neutralizantes de SARS-CoV-2, que incluyen:
- test de neutralización por reducción de placas (PRNT),
- test de neutralización de virus (VNT),
- test de neutralización de pseudo-virus (pVNT).
Estos métodos llevan mucho tiempo para realizarlos, tienen bajo rendimiento y en especial requieren material biológico vivo o medidas estrictas de contención de bioseguridad para las pruebas.
El kit de ensayo de anticuerpos neutralizantes de SARS-CoV-2 MaxNAb es rápido y seguro. Contiene todos los reactivos necesarios para medir cuantitativamente el nivel de anticuerpos neutralizantes de SARS-CoV-2.
En este kit, una proteína espicular de SARS-CoV-2 recubre de forma estable los pocillos de una microplaca.
ACE2 His-marcada se une al recubrimiento de proteína espicular según la presencia o ausencia de anticuerpos neutralizantes que contenga la muestra.
La cantidad de ACE2 unido, que es proporcional a la intensidad de la inhibición de ACE2, es entonces reconocido por el complejo de detección de neutralización que contiene anticuerpos anti-His.
El complejo es revelado mediante una reacción tipo ELISA con el desarrollo de una coloración cuya absorbancia es leída en un espectrofotómetro a una longitud de onda de 450nm.
El nivel de anticuerpos neutralizantes es inversamente proporcional a la intensidad de la densidad óptica medida.
Detectar anticuerpos neutralizantes de SARS-CoV-2 de una forma cuantitativa y de alto rendimiento puede ayudar a:
(1) Identificar cuando individuos infectados y/o vacunados han desarrollado inmunidad de protección contra COVID-19 y por cuanto tiempo los anticuerpos neutralizantes persisten después de la infección.
(2) Evaluar con exactitud los anticuerpos terapéuticos contra SARS- CoV-2
(3) Beneficiar enormemente el desarrollo de vacunas efectivas.
En conclusión, el MaxNAb Kit ELISA para anticuerpos neutralizantes de SARS-CoV-2 es uno de los métodos más rápidos, seguros y específicos para medir la eficacia de la vacunación contra el COVID-19.
Referencias:
• Amplitud de las respuestas inmunes concomitantes antes de la recuperación del paciente: un informe de caso de COVID-19 no grave
Nature Medicine volumen 26, páginas 453–455 (2020)
• Distintas respuestas de anticuerpos al SARS-CoV-2 en niños y adultos en todo el espectro clínico de COVID-19
Nature Immunology volumen 22, páginas 25–31 (2021)
• Pruebas de anticuerpos para COVID-19
Clínica Mayo
https://www.mayoclinic.org/es-es/tests-procedures/covid-19-antibody-testing/about/pac-20489696?p=1
• Anticuerpos IGM/IgG COVID-19 mediante ensayo inmunocromatográfico (test rápido)
Medicina y Laboratorio 2020; 24 (3)
• ARNm, proteínas, adenovirus… ¿Cómo funciona cada tipo de vacuna y en qué se diferencia?
Gobierno de España. Ministerio de Salud
https://www.vacunacovid.gob.es/arnm-proteinas-adenovirus-como-actua-y-en-que-se-diferencia-cada-tipo-de-vacuna
• El dominio de unión al receptor de la proteína espiga viral es un objetivo inmunodominante y altamente específico de anticuerpos en pacientes con SARS-CoV-2
Ciencia Inmunología 11 Jun 2020: Vol. 5, Número 48, eabc8413
DOI: 10.1126 / sciimmunol.abc8413
• Kit MaxNAb ELISA para neutralizar anticuerpos contra el SARS-CoV-2
Protocolo