La vacuna de ARNm contra la COVID-19 protege contra la infección por SARS-CoV-2 Omicron BA.1 en ratones obesos inducidos por la dieta al aumentar las respuestas antivirales innatas del huésped
Dec 06, 2023
Resumen
Fondo
La obesidad es una epidemia mundial y se considera un factor de riesgo para la manifestación grave de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19). La patogenicidad del coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo grave (SARS-CoV-2) y las respuestas del huésped a la infección, la reinfección y la vacunación en personas con obesidad aún no se conocen completamente.
Métodos
Utilizando el modelo de ratón con obesidad inducida por dieta (DIO), estudiamos las manifestaciones de enfermedades inducidas por el SARS-CoV-2 Alpha- y Omicron BA.1-y las respuestas inmunitarias del huésped a la infección, la reinfección y la COVID{ {6}} vacunación con ARNm.
Recomendaciones
A diferencia de los ratones delgados, Omicron BA.1 y Alpha se replicaron a niveles comparables en los pulmones de los ratones DIO y provocaron un grado similar de daño tisular. Es importante destacar que las respuestas inmunes adaptativas mediadas por células T y B a la infección por SARS-CoV-2 o a la vacunación con ARNm de COVID-19 están alteradas en ratones DIO, lo que lleva a una mayor propensión a la reinfección y a una menor dosis de vacuna. eficacia. Sin embargo, a pesar de la ausencia de anticuerpos neutralizantes, los ratones DIO vacunados están protegidos del daño pulmonar tras la exposición a Omicron, acompañado de una producción significativamente mayor de IFN e IFN en el tejido pulmonar. Lung RNAseq y los experimentos posteriores indicaron que la vacunación con ARNm de COVID-19 en ratones DIO impulsó la respuesta inmune antiviral innata, incluida la expresión de IFN-, en comparación con los controles no vacunados.
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Interpretación
Nuestros hallazgos sugirieron que la vacunación con ARNm de COVID-19 mejora las respuestas antivirales innatas del huésped en la obesidad, lo que protege a los ratones DIO hasta cierto punto cuando la inmunidad adaptativa es subóptima.
Fondos
Puede encontrar una lista completa de los organismos de financiación que contribuyeron a este estudio en la sección de Agradecimientos.
Palabras clave: Obesidad; Ratón obeso inducido por dieta; SARS-CoV-2}}; COVID-19; Vacunación; Omicrón
Introducción
La enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19) es causada por el síndrome respiratorio agudo severo por coronavirus-2 (SARS CoV-2), que ha provocado más de 630 millones de infecciones y más de 6,5 millones de muertes.1 –3 La edad avanzada y las comorbilidades que incluyen hipertensión, obesidad, ciertos cánceres y enfermedades cardiovasculares se han sugerido como factores de riesgo para desarrollar COVID grave-19.4 Entre estas condiciones, la obesidad se considera actualmente una epidemia mundial y está asociada con el tipo II diabetes mellitus, enfermedades cardiovasculares, hipertensión y enfermedad del hígado graso no alcohólico debido al estado de inflamación sistémica crónica de bajo grado.5 Estudios anteriores informaron que ratones obesos inducidos por la dieta (DIO) desarrollaron respuestas inmunes innatas desreguladas y desarrollaron daño pulmonar severo después infección por influenza pandémica H1N1.6–8 Desde el brote de la pandemia de COVID-19, los informes clínicos sugirieron que las personas con afecciones relacionadas con la obesidad tienen un mayor riesgo de contraer COVID-19 y son más propensas a enfermarse gravemente. 9,10 Además, un estudio reciente indicó que la obesidad se asocia con un retraso en la eliminación del SARS-CoV-2 y un pronóstico desfavorable en pacientes con COVID-19.11 Sin embargo, la patogenicidad del SARS-CoV-2 y las respuestas del huésped a la reinfección y la vacunación en personas con obesidad aún no se conocen completamente.12 Desde su aparición en 2019, el SARS-CoV-2 continúa evolucionando y generando nuevas variantes preocupantes del SARS-CoV-2 ( COV) incluidos Alpha, Beta, Gamma, Delta y Omicron. Estos COV portan mutaciones clave en la espiga y otras proteínas virales que modulan colectivamente su patogénesis, evasión inmune y transmisibilidad. A finales de noviembre de 2021, se informó por primera vez en Sudáfrica el SARS-CoV-2 Omicron BA.1, que se propagó rápidamente y reemplazó a Delta como la variante del SARS-CoV-2 de circulación dominante a principios de 2022. Omicron BA .1 contiene más de 30 cambios de aminoácidos en un pico en comparación con el ancestral SARS-CoV-2, lo que da como resultado características virológicas únicas que incluyen patogenicidad reducida, transmisibilidad elevada13–17 y evasión de la inmunidad inducida por la vacuna.18– 20 Dado que Omicron y sus sublinajes son ahora las cepas predominantes de SARS-CoV-2, es importante comprender la manifestación de la infección por Omicron en la población obesa. Lo más importante es que la eficacia de la vacuna de ARNm contra la COVID-19 en estados obesos aún no se ha explorado por completo.
En este estudio, utilizamos ratones DIO como modelo animal para simular la manifestación de Alpha y Omicron BA.1 en el contexto de la patogénesis, reinfección y COVID-19 mediada por la vacuna de ARNm del SARS-CoV-2 protección en personas obesas. En primer lugar, descubrimos que el SARS-CoV-2 provocaba enfermedades más graves en ratones DIO que en ratones delgados. Mientras tanto, descubrimos que las respuestas de anticuerpos neutralizantes del suero y las respuestas de interferón de células T específicas de virus inducidas por la infección viral o la vacunación con ARNm de COVID-19 se atenuaron gravemente en ratones DIO, lo que resultó en una mayor susceptibilidad a la reinfección y menos protección de la vacuna de ARNm de COVID-19 en ratones DIO en comparación con ratones delgados. En segundo lugar, aunque la infección por Omicron BA.1 causó enfermedades atenuadas en ratones delgados, resultó en una enfermedad grave en ratones DIO similar a la de Alpha. En tercer lugar, demostramos que dos dosis de vacunas de ARNm contra la COVID-19 no lograron inducir anticuerpos neutralizantes del suero contra Omicron BA.1, pero fueron capaces de mejorar el daño pulmonar inducido por Omicron BA.1-en ratones DIO. Los estudios transcriptómicos de tejidos pulmonares demostraron que las respuestas antivirales inmunes innatas en ratones DIO aumentaron significativamente con la vacunación, lo que indica que la vacunación con ARNm de COVID-19 ofreció protección a los ratones DIO al aumentar la inmunidad antiviral innata del huésped. En conjunto, nuestro estudio reveló conocimientos importantes sobre la infección, la reinfección y la vacunación con ARNm de COVID-19 Alpha y Omicron BA.1 de SARS-CoV-19 en ratones DIO.
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Métodos
Declaración de Ética
Todos los experimentos con SARS-CoV-2 vivo se realizaron en las instalaciones de nivel de bioseguridad-3 del Departamento de Microbiología de la Universidad de Hong Kong (HKU) de acuerdo con los procedimientos operativos estándar. Todos los procedimientos experimentales con animales fueron aprobados por el Comité sobre el uso de animales vivos en la enseñanza y la investigación de la HKU bajo CULATR 5786-21 y el cumplimiento de las pautas de uso de animales.
Virus y bioseguridad
Se aislaron SARS-CoV-2 B.1.1.7/Alpha (GISAID: EPI_ISL_1273444) y B.1.1.529.1/Omicron BA.1 (GenBank: OM212469)18 de pacientes con COVID-19 confirmados por laboratorio en Hong Kong. Alpha y Omicron BA.1 se cultivaron y se titularon mediante ensayo de placa en células VeroE6-TMPRSS2 y se almacenaron a -80 ◦C antes de su uso.
animales
Los ratones C57BL/6N se obtuvieron del Centro de Investigación de Medicina Comparada de HKU y se mantuvieron en un laboratorio animal BSL- 2 con un ciclo día/noche con intervalo de 12-h.21 La inducción de la obesidad se realizó como se describió anteriormente. 6 3 ratones hembra recién destetados de semanas de edad se dividieron aleatoriamente en 2 grupos, un grupo fue alimentado con dietas altas en grasas de 45 Kcal% (D12451, Research Diet Inc, New Brunswick, Nueva Jersey) durante 20 semanas para inducir la dieta. ratones obesos inducidos (DIO), y el grupo de control fue alimentado con alimento en pellets estándar que contenía dietas de 13,2 Kcal% (PicoLab Rodent Diet 20, LabDiet Code 5053, PMI) como ratones delgados. El peso corporal promedio del ratón DIO utilizado en este estudio fue de 40 a 50 g y el grupo de ratones delgados de control fue de 25 a 30 g.
Cultivo celular y estimulación.
Los macrófagos alveolares (MA) se aislaron mediante lavado broncoalveolar (BAL). Brevemente, después de que los ratones fueron sacrificados mediante inyección intraperitoneal de pentobarbital, los pulmones se lavaron con 1 ml de PBS frío tres veces para obtener 3 ml de líquido de lavado broncoalveolar (BALF). Se agruparon BALF de ratones del mismo grupo y se centrifugaron a 500 xg durante 10 minutos a 4 ◦C para recolectar las células precipitadas, se sembraron AM con una densidad de 50,000 células/pocillo en 96- placas de pocillos cultivadas en RPMI 1640 más penicilina-estreptomicina al 1% a 37 ◦C en una atmósfera húmeda de 5% de CO2 durante 2 h, luego las monocapas de AM pudieron adherirse a las placas de cultivo, las células no adherentes se lavaron de las placas con PBS y se cultivaron AM en RPMI 1640 más penicilina-estreptomicina al 1 % y suero bovino fetal (SFB) al 10 % con o sin estimulación de 1 ug/ml de vacuna de ARNm, 100 ug/ml de poli (I: C) o 100 ng/ml de proteína de pico durante 24 h .22 Se recogieron sobrenadantes para la prueba ELISA. Las células se lavaron minuciosamente con PBS y se recogieron para la extracción de ARN.
Desafío Alpha y Omicron BA.1 en ratones
A ratones DIO y delgados bajo anestesia con ketamina (100 mg/kg) y xilazina (10 mg/kg)23 se les inoculó por vía intranasal 103 UFP de Alpha u Omicron BA.1 diluidos en 20 ul de solución salina tamponada con fosfato (PBS), ratones de control. fueron inoculados con el mismo volumen de PBS. Se controlaron el peso corporal y los síntomas de los ratones infectados durante 14 días; los síntomas de la enfermedad incluían pelaje erizado, postura encorvada y respiración dificultosa, y se asignó una puntuación a cada signo. Los ratones se sacrificaron mediante inyección intraperitoneal de pentobarbital a los 2 y 4 días después de la infección (dpi), se sacrificaron de 3 a 6 ratones en cada grupo para recolectar muestras de sangre, tejidos de pulmón y cornetes nasales para evaluación virológica, histopatológica e inmunológica. Se recogieron muestras de pulmón de cada ratón para las evaluaciones. Cada punto de datos en el panel de la figura representa el resultado de un mouse.
Procedimiento de vacunación
Los ratones se dividieron aleatoriamente en grupos y se les administró un régimen de dos dosis de vacuna de ARNm contra la COVID-19 (BNT162b2, número de lote 1B004A, BioNTech, Alemania) a intervalos de 14-días. La vacuna se basa en un ARNm modificado con nucleósidos formulado en nanopartículas lipídicas que codifica el ancestral SARS-CoV-2 de longitud completa. A ratones DIO y delgados se les inyectaron por vía intramuscular 50 ul (5 ug) de vacuna de ARNm de COVID-19 o solución salina normal como control.24,25 El día 14 después de la primera dosis de vacunación, recolectamos muestras de sangre y luego les proporcionamos la segunda dosis de la vacuna de ARNm. 14 días después de la segunda dosis, se recolectaron muestras de sangre para evaluar las respuestas de los anticuerpos. Posteriormente, los ratones fueron inoculados por vía intranasal con 103 UFP de Alpha u Omicron BA.1. A los 2 ppp, los ratones se sacrificaron mediante inyección intraperitoneal de pentobarbital y se recogieron muestras que incluían muestras de sangre, pulmones y tejidos de cornetes nasales para evaluación virológica, histológica e inmunológica. Los tejidos pulmonares se separaron en tres partes, el pulmón izquierdo se recogió para evaluación histológica, el lóbulo caudal del pulmón derecho se recogió como homogeneizado de pulmón y el resto del pulmón derecho se utilizó para la extracción de ARN.
Determinación de copias del gen SARS-CoV-2 y título viral infeccioso en tejidos de pulmón y cornetes nasales
El ARN total de los tejidos de pulmón y cornetes nasales (NT) de ratones con infección Alpha y Omicron BA.1 se extrajo mediante el kit de extracción de ARN universal MiniBEST (9766, Takara Bio Inc. Shiga, Japón). Las copias del gen de la ARN polimerasa dependiente de ARN (RdRp) del SARS-CoV-2 se cuantificaron mediante un kit de RT-PCR QuantiNova Probe (208354, Qiagen). Se realizaron qRT-PCR para la detección de copias del gen RdRp-2 del SARS-CoV y del gen constitutivo -actina para la normalización en un sistema LightCycler 96 (Roche Applied Sciences, Indianápolis, EE. UU.).21 Para la titulación de virus infecciosos, se utilizaron homogeneizados de el pulmón (lóbulo caudal del pulmón derecho) y los tejidos NT infectados con Alpha y Omicron BA.1 se realizaron mediante un ensayo de dosis infecciosa de cultivo de tejido del 50 % (TCID50) en células VeroE6-TMPRSS2.26 Los homogeneizados fueron {{ Se diluyó en serie 19}} veces y se incubaron con células VeroE6-TMPRSS2 en una placa de 96-pocillos durante 1 h en una incubadora a 37 ◦C, se descartaron los sobrenadantes y las células se incubaron adicionalmente a 37 ◦C durante 72 h. Se observó efecto citopático (CPE) y se determinó un título infeccioso tisular del 50 % mediante el método de cálculo del criterio de valoración de Reed & Munch.26
Histopatología, inmunohistoquímica y tinción por inmunofluorescencia de secciones de tejido de pulmón y cornetes nasales.
Se observaron cambios histopatológicos en la tinción con hematoxilina y eosina (H&E) de secciones de tejido fijadas con formalina e incluidas en parafina (4 μm cada una). La gravedad de la histopatología en los pulmones recibió una puntuación bajo enmascaramiento completo27 mediante la evaluación de la congestión pulmonar, la infiltración intersticial, la infiltración alveolar y la hemorragia y se obtuvo una puntuación de 0–4 como se describió anteriormente.26 Se utilizaron los siguientes criterios para la puntuación: 0, sección de pulmón normal; 1, congestión de vasos sanguíneos, infiltración perivascular o peribronquiolar; 2, además de 1 con congestión e infiltración difusa de la pared alveolar; 3, infiltración del espacio aéreo, exudación, hemorragia de alveolitis localizada; 4, se observó alveolitis difusa. La tinción inmunohistoquímica se realizó con un kit de sustrato DAB (3,3′-diaminobencidina) (Vector Laboratories) como lo describimos anteriormente.28 Brevemente, para la detección del antígeno ACE2, se utilizaron anticuerpos monoclonales de conejo recombinantes ACE2 (MA5-32307, Invitrogen). utilizado y seguido con el desarrollo del color utilizando el kit de sustrato DAB. La proteína ACE2 se detectó mediante hematoxilina y luego las secciones de tejido con el medio de montaje permanente VectaMount (Vector Laboratories). Para la expresión del antígeno del SARS-CoV-2, se tiñeron portaobjetos de tejido pulmonar y NT con un anticuerpo interno de la proteína de la nucleocápside (NP) anti-SARS-CoV-2 de conejo, seguido de un anticuerpo secundario de FITC. –IgG conjugada de cabra anti-conejo (65-6111, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, EE. UU.). Se utilizaron los siguientes criterios para la puntuación de NP. Pulmón: "Puntuación 0": sin señal de tinción de fluorescencia; "Puntuación 1"- sólo en 1 a 3 epitelio bronquiolar con células positivas para el antígeno N; "Puntuación 2"- más de 3 epitelio bronquiolar con células positivas para el antígeno N; "Puntuación 3": epitelio bronquiolar con algunas células positivas en el alveolar cercano; "Puntuación 4": focos múltiples o área grande de alvéolos con células positivas para el antígeno N. NT: "Puntuación 0": sin señal de tinción de fluorescencia; "Puntuación 1"- algunas células positivas para el antígeno N dispersas en el epitelio; "Puntuación 2": epitelio que muestra un foco de antígeno N continuamente positivo en células adyacentes; "Puntuación 3"- más antígeno N positivo de focos epiteliales distribuidos en una zona diferente. Las imágenes se capturaron utilizando un microscopio de fluorescencia semimotorizado Olympus BX53 o de campo brillante con el software OLYMPUS CellSense Standard.
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Aislamiento de ARN y reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa en tiempo real
El ARN total se extrajo de homogeneizados de tejido (los lóbulos craneal, medio y accesorio se recolectaron para los pulmones) y la transcripción inversa del ADNc se realizó mediante el kit de extracción de ARN universal MiniBEST y el kit de reactivos RT (RR036A Takara Bio Inc.) siguiendo las instrucciones del fabricante. . Los niveles de expresión de citocinas, quimiocinas e interferones se detectaron mediante qRT-PCR con cebadores específicos (Tabla complementaria S1) utilizando un kit SYBR Premix Ex Taq II (RR820A, Takara Bio Inc.). Los valores de cada gen se normalizaron con el gen de mantenimiento -actina y se presentaron como 2-ΔCt como describimos anteriormente.28,29
Ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA)
La nucleoproteína (N) del SARS-CoV-2, el dominio de unión al receptor de la proteína de pico (RBD) y el SARS-CoV-2 inactivado se recubrieron en 96-pocillos inmunoblastos (Módulos Nunc-Immuno; Nunc A /S, Roskilde, Dinamarca) en 0.05 M NaHCO3 y se incubaron a 4 ◦C durante la noche. Las muestras de suero se diluyeron 2- veces en serie y se agregaron a la placa recubierta, se incubaron a 4 ◦C durante 1 h seguido de anticuerpos secundarios conjugados con peroxidasa de rábano picante (HRP) (IgG anti-ratón de conejo, IgG1 anti-ratón de cabra, IgG2a, IgG2b, ab6728, ab98693, M32307, M32507, Abcam e Invitrogen) a 37 ◦C durante 1 h. El desarrollo del color se realizó con una solución de 3,3′,5,5′-tetrametilbencidina (#N301, Thermo Fisher Scientific) a 37 ◦C durante 15 min y se detuvo con H2SO4. Los valores de densidad óptica (OD) se leyeron a 450 nm. Los títulos de anticuerpos se determinaron mediante un valor de DO de corte que se estableció en la DO media del suero no infectado en todas las diluciones más 3 desviaciones estándar, y la dilución más alta que produce un valor de DO por encima del corte se determinó como el título de anticuerpos de suero.30 Las concentraciones de IFN-, IFN-, albúmina y hemoglobina se determinaron utilizando un kit ELISA de ratón para IFN- (Invitrogen, EE. UU.), IFN- (R&D Systems, EE. UU.), albúmina y hemoglobina (Abcam, Cambridge, Reino Unido) siguiendo el procedimiento Instrucciones del fabricante.
Ensayo de microneutralización (MNT)
Las muestras de suero se diluyeron en serie 2-veces a partir de 1:10 en PBS y se mezclaron con 100 TCID 50 de SARS-CoV-2 durante 1 h a 37 ◦C; la mezcla se añadió a VeroE previamente sembrado. 6-Células TMPRSS2 en 96-placa de pocillos a 37 ◦C durante 72 h. Se observó CPE y se determinaron títulos de anticuerpos neutralizantes como la dilución más alta de suero que inhibía completamente el efecto citopático.
Fig. 1: SARS-CoV-2 Alpha y Omicron BA.1 causan enfermedades más graves en ratones DIO que en ratones delgados.
Ensayo de inmunomancha ligado a enzimas (ELISpot)
Las células productoras de IgG específicas del virus se detectaron sembrando una suspensión de células individuales (2,5 × 105 células/por pocillo) de tejidos de pulmón y bazo en una placa ELISpot con SARS-CoV-2 inactivado (5 ug/ml) a 37 ◦C durante 48 h. Las células productoras de IgG se determinaron con anticuerpo IgG anti-ratón de cabra conjugado con fosfatasa alcalina (AP) (62-6522, Invitrogen).31 Para la detección de células productoras de IFN específicas de virus, 2,5 × 105 células/por pocillo de una sola célula Se incubaron suspensiones de tejidos de pulmón y bazo en una placa de IFN-ELISpot estimulada con un conjunto de péptidos RBD del SARS-CoV-2 y proteína N a 37 ◦C durante 48 h; las células productoras de IFN se determinaron utilizando un IFN-ELISpot BASIC de ratón. kit (3321-2A, Mabtech, Inc., Estocolmo, Suecia) siguiendo las instrucciones del fabricante.32
Secuenciación de ARN y análisis de datos.
Se aisló el ARN total de células de tejido pulmonar de ratones DIO y delgados (n mayor o igual a 3 por grupo) utilizando el kit NucleoSpin RNA (740955.250, MACHEREY-NAGEL, Duren, Alemania). . Se utilizó ARN purificado y empobrecido en ADN para construir una biblioteca de ADNc de doble hebra (ds) utilizando el conjunto de reactivos de preparación de la biblioteca de ARN MGIEasy (MGI, Shenzhen, China) siguiendo el protocolo estándar. Los datos de secuenciación se filtraron con fast v0.20.1 para eliminar el adaptador y las lecturas de baja calidad. 33 Las lecturas de ARN ribosomal (ARNr) se filtraron con URMAP v1.0. 1480 (Edgar, 2020) y 34 HISAT2 v2.2.0 para mapear las lecturas contra el genoma de referencia del ratón (GRCm38/ENSEMBL 84).35 El archivo de alineación se usó para ensamblar transcripciones, estimar sus abundancias y detectar la expresión diferencial de genes, los niveles de expresión génica se cuantificaron mediante StringTie v2.1.5.36 El análisis de componentes principales (PCA) se realizó con R v4.0. Los genes expresados diferencialmente (DEG) y determinados en función del recuento de genes con DESeq2 v3.15.37 Los DEG entre diferentes grupos de tratamiento se identificaron mediante clusterProfile con el umbral de |log2FC| > 1 y valor de FDR < 0,05, y se utilizó para el análisis de enriquecimiento que involucra la ontología genética (GO), la Enciclopedia de genes y genomas de Kyoto (KEGG).38 Todos los genes del genoma del ratón se utilizaron como fondo de enriquecimiento. Se utilizó ImmuCellAI_Mouse para determinar la abundancia de células inmunitarias en función de los datos de RNAseq.39
análisis estadístico
Los datos representaron medias y desviaciones estándar. Las diferencias estadísticas entre los dos grupos se evaluaron con la prueba t de Student utilizando GraphPad Prism 8. Las diferencias estadísticas entre tres o más grupos se evaluaron con ANOVA unidireccional o bidireccional utilizando GraphPad Prism 9. Las diferencias se consideraron estadísticamente significativas cuando p < { {5}}.05. Las figuras y gráficos del manuscrito se prepararon con GraphPad Prism 8, Adobe Illustrator o BioRender.com.
Validación de reactivos
Los anticuerpos utilizados en el estudio han sido validados por la fuente comercial donde se compran. Puede encontrar información detallada sobre los reactivos utilizados en el estudio en el archivo de Validación de reactivos de Datos suplementarios (Tabla complementaria S2).
Papel de los financiadores
Las fuentes de financiación no tuvieron ningún papel en el diseño del estudio, la recopilación, el análisis o la interpretación de datos, ni en la redacción del informe.
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Resultados
SARS-CoV-2 Alpha y Omicron BA.1 provocan enfermedades más graves en ratones DIO que en ratones delgados
Para comprender la patogenicidad del SARS-CoV-2 en el contexto de la obesidad, se inocularon ratones DIO y delgados con 103 PFU de Omicron BA.1 (B.1.1.529.1) o Alpha (B .1.1.7) por vía intranasal. Omicron BA.1 y Alpha llevan la sustitución N501Y en un pico que les permite infectar ratones de tipo salvaje.40,41 En el curso de la enfermedad de 14-días, observamos una disminución lenta pero constante de peso corporal en ratones magros infectados con Alfa con una pérdida media de peso corporal del 5% a 14 ppp (Fig. 1a). Por el contrario, observamos un aumento medio del peso corporal del 1,5% en ratones delgados infectados con Omicron BA.1-, lo que indica que la patogenicidad de Omicron BA.1 en ratones delgados se atenuó significativamente (Fig. 1a), lo cual está en de acuerdo con estudios recientes nuestros y otros.14,42 Sin embargo, la infección tanto de Alpha como de Omicron BA.1 resultó en una pérdida de peso corporal más severa en ratones obesos inducidos por dieta (DIO), que fue aproximadamente del 12% a 9 ppp en comparación con con su peso corporal original (100%) a 0 ppp (Fig. 1a). Curiosamente, si bien hubo una clara diferencia en el cambio medio del peso corporal entre Alpha- y Omicron BA.1-ratones delgados infectados (14 ppp: −5,0% frente a +1.5%), el peso corporal La pérdida de ratones DIO infectados con Alpha y Omicron BA.1- fue prácticamente la misma (14 ppp: −11,1% frente a −11,4%) (Fig. 1a). De acuerdo con las mediciones de peso corporal, la infección Alpha y Omicron BA.1 provocó síntomas clínicos comparables en ratones DIO, incluido el pelaje erizado, la espalda encorvada y una respiración dificultosa que alcanzó un máximo de 4 ppp (Fig. 1b), mientras que no observamos ningún signo de enfermedad en ratones delgados tras la infección Alpha u Omicron BA.1. A continuación, evaluamos los cambios histológicos en los tejidos respiratorios superiores e inferiores. Los cornetes nasales (NT) y los tejidos pulmonares de un ratón infectado simuladamente se mostraron como control (Figura complementaria S1). Observamos una leve destrucción del epitelio inducida por virus e infiltración inflamatoria en NT de ratones magros infectados con Alpha y Omicron BA.1-a 2 ppp. La descamación epitelial y la infiltración inmune fueron más dramáticas en las secciones NT de ratones DIO infectados con Alpha u Omicron BA.1 a 2 ppp en comparación con ratones delgados (Fig. 1c). A 4 ppp, se detectó una destrucción leve del epitelio NT con algunos restos de células luminales en ratones delgados infectados con Alpha, mientras que los ratones delgados infectados con NT de Omicron BA.1-parecieron relativamente intactos. Sin embargo, continuamos detectando destrucción epitelial severa, desechos luminales e infiltración de células inmunes submucosas en las secciones NT de ratones DIO el día 4 después de la infección con Alpha u Omicron BA.1 (Fig. 1c). En los tejidos pulmonares de ratones delgados, la infección Alpha resultó en inflamación intersticial localizada y congestión capilar alveolar leve a 2 y 4 ppp, mientras que la infección por Omicron BA.1 resultó en inflamación intersticial pulmonar a 2 ppp, pero se resolvió en gran medida a 4 ppp (Fig. 1d). En marcado contraste, se observaron daños histológicos más graves de los alvéolos en los tejidos pulmonares de ratones DIO después de la infección con Alpha u Omicron BA.1, que se manifestó como una congestión grave de los vasos sanguíneos pulmonares a 2 ppp. Se observó un aumento de la infiltración de células inmunitarias peribronquiolares y perivasculares, así como de células inmunitarias y exudados de líquido, en los sacos alveolares a 4 ppp (Fig. 1d). La concentración de albúmina en el líquido de lavado broncoalveolar fue significativamente mayor en ratones DIO que en ratones delgados el día 4 después de la infección Alfa, lo que sugiere una mayor permeabilidad capilar alveolar en ratones DIO infectados con SARS CoV-2-(Figura complementaria S2). De acuerdo con estos hallazgos, la evaluación histológica semicuantitativa de los tejidos pulmonares indicó que la infección tanto de Omicron BA.1 como de Alpha resultó en una histopatología pulmonar más grave en ratones DIO que en ratones delgados (Fig. 1e). En general, estos resultados indican que la infección por SARS-CoV-2 produce manifestaciones de enfermedad más graves en ratones DIO que en ratones delgados. Es importante destacar que, si bien Omicron BA.1 es menos patógeno que Alpha en ratones delgados, las dos variantes del SARS CoV-2 son más patógenas y causan enfermedades similares en ratones DIO.
Fig. 2: El SARS-CoV-2 se replica más eficientemente en ratones DIO que en ratones delgados.
El SARS-CoV-2 se replica más eficientemente en ratones DIO que en ratones delgados
A continuación, preguntamos si Omicron BA.1 y Alpha se replican de manera más efectiva en los tejidos respiratorios de ratones DIO en comparación con los de ratones delgados. Descubrimos que tanto Alpha como Omicron BA.1 se replicaron a niveles más altos en los tejidos pulmonares de ratones DIO que en ratones delgados a 2 y 4 ppp (Fig. 2a y b). De acuerdo con informes anteriores, Omicron BA.1 se replicó a niveles más bajos que Alpha en los tejidos pulmonares de ratones delgados. En particular, el título infeccioso de Omicron BA.1 fue 26,1- y 3,8- veces menor que el de Alpha a 2 y 4 ppp, respectivamente. Por el contrario, Omicron BA.1 y Alpha se replicaron a niveles similares en los tejidos pulmonares de ratones DIO midiendo las copias del gen RdRp y los títulos infecciosos (Fig. 2a y b). Además, también detectamos un patrón similar del gen RdRp viral y un título infeccioso en los tejidos NT, donde Omicron BA.1 y Alpha se replicaron a niveles comparables en ratones DIO pero no en ratones delgados (Fig. 2c yd). Mediante tinción por inmunofluorescencia, detectamos una expresión de nucleocápside (N) viral más prominente en el pulmón y en los tejidos NT de ratones DIO infectados con Omicron BA.1 o Alpha en comparación con ratones delgados a 2 y 4 ppp (Fig. 2e yf y Suplementario). Figura S3). Paralelamente, cuantificamos la expresión de interferones clave (IFN) y citocinas proinflamatorias en los tejidos pulmonares. Nuestros resultados demostraron que Omicron BA.1 y Alpha desencadenaron niveles significativamente más bajos de IFN- en ratones DIO en comparación con sus contrapartes delgadas (Fig. 2g y Fig. Suplementaria S4). Por el contrario, las citocinas proinflamatorias, incluidas IL-6 e IP-10, se activaron en niveles más altos en ratones DIO por la infección por Omicron BA.1 y Alpha en comparación con ratones delgados (Fig. 2h). Además, evaluamos la expresión inicial de ACE2 y TMPRSS2 en ratones magros y DIO no infectados y encontramos que ACE2 y TMPRSS2 en ratones magros y DIO se expresaron en niveles comparables. Sin embargo, la tinción inmunohistoquímica realizada en la expresión del antígeno ACE2 detectó una mayor intensidad de ACE2 en el epitelio bronquiolar y alveolar de ratones DIO no infectados en comparación con ratones delgados (Figura complementaria S5). En conjunto, estos hallazgos sugieren que la expresión alterada de IFN y la mayor expresión de ACE2 en ratones DIO pueden contribuir a una mayor replicación del virus y una mayor respuesta proinflamatoria, lo que lleva a un daño tisular más grave en los ratones DIO.
Fig. 3: La inmunidad adaptativa adquirida de una infección previa por SARS-CoV-2 protege de manera ineficiente a los ratones DIO. a
La inmunidad adaptativa adquirida de una infección previa por SARS-CoV-2 protege de manera ineficiente a los ratones DIO
A continuación, para comprender la eficacia protectora de la inmunidad adaptativa contra la reinfección en el estado obeso, se volvió a exponer a ratones DIO convalecientes y ratones delgados a 103 UFP de Alfa el día 28 después de la infección primaria y se recolectaron muestras 2 días después de la reinfección ( dpr) (Fig. 3a). Analizamos el anticuerpo IgG contra el antígeno SARS-CoV-2 en las muestras de suero tomadas el día 14 después de la infección primaria Alfa y encontramos que el título de IgG contra el SARS CoV-2 N y el dominio de unión al receptor de pico ( RBD) fueron significativamente menores en ratones DIO que en ratones delgados en 1,9- (p=0.0128) y 3,4-veces (p=0.0362) , respectivamente (Fig. 3b). Además, el título de IgG total de unión viral y el subtipo IgG1, IgG2a e IgG2b fueron significativamente más bajos en ratones DIO en comparación con ratones delgados (Fig. 3b). Se detectó un título de neutralización sérica de 1:10–1:20 en 5 de 6 ratones delgados, pero no se detectó en ninguno de los 6 ratones DIO (Fig. 3b), lo que sugirió una respuesta inmune adaptativa deteriorada en ratones DIO ante el SARS- Infección por CoV-2. En 2dpr, la copia del gen RdRp viral se detectó fácilmente en todos los tejidos NT y en 3/6 (50%) de los tejidos pulmonares de ratones DIO reexpuestos (Fig. 3c), mientras que no se recuperó ninguna copia del gen RdRp viral en la NT y el pulmón. tejidos de ratones delgados reexpuestos. Consistentemente, detectamos con frecuencia proteína N viral en el epitelio de NT y tejidos pulmonares en ratones DIO, pero no en ratones delgados (Fig. 3d). Los exámenes histológicos revelaron destrucción epitelial en tejidos NT, así como congestión de la pared alveolar, infiltración peribronquiolar y hemorragia alveolar localizada en tejidos pulmonares de ratones DIO pero no de ratones delgados (Fig. 3e). A continuación, evaluamos la recuperación de las respuestas de la memoria inmune tras la reinfección en ratones delgados y DIO, encontramos que las células productoras de IFN e IgG específicas del virus en los tejidos del pulmón y el bazo de los ratones DIO eran significativamente más bajas que las de los ratones delgados en 2dpr (Fig. 3f yg). Es importante destacar que no pudimos detectar ningún título de anticuerpos neutralizantes contra Alfa en el suero de ratones DIO el día 2 tras la reinfección de Alfa, mientras que 4/6 (66,7%) de los ratones delgados reinfectados tenían un título neutralizante de 1. :10 (figura 3h). Por lo tanto, nuestros hallazgos sugieren que los ratones DIO son más susceptibles a las reinfecciones debido a las respuestas inmunes adaptativas de células B y T insuficientemente montadas ante la infección por SARS-CoV-2.
Fig. 4: La vacunación con ARNm de COVID-19 ofrece menos protección contra la infección Alfa en ratones DIO debido a una respuesta inmune adaptativa atenuada. a
La vacunación con ARNm de COVID-19 ofrece menos protección contra la infección Alfa en ratones DIO debido a una respuesta inmune adaptativa atenuada
Para explorar la eficacia de la protección de los ratones DIO después de la inmunización con vacunas de ARNm, inyectamos por vía intramuscular a ratones DIO y delgados con un régimen de vacunación de ARNm de COVID-19 de dos dosis seguido de una exposición a Alfa a los 14 días después del refuerzo, como se ilustra en la Fig. 4a. Para los tejidos NT, detectamos el gen viral RdRp en 3/6 (50%) y el título infeccioso en 2/6 (33,3%) de los ratones delgados vacunados, mientras que detectamos el gen viral RdRp y el título infeccioso en todos los ratones vacunados. Ratones DIO (Fig. 4b), lo que sugiere que la infección posvacunación se produjo significativamente más fácilmente en los ratones DIO en comparación con los ratones delgados. De acuerdo con informes anteriores que sugerían que las vacunas ofrecen una mejor protección del tracto respiratorio inferior en comparación con el tracto respiratorio superior en modelos humanos y animales,43,44 no detectamos copias de genes virales ni virus infecciosos en ninguno de los tejidos pulmonares de los vacunados. ratones delgados (Fig. 4c). Por el contrario, detectamos el gen viral RdRp en 3/6 (50%) y el título infeccioso en 4/6 (66,7%) de los tejidos pulmonares de ratones DIO. Histológicamente, observamos una destrucción extensa del epitelio en los tejidos NT de ratones DIO vacunados después de la exposición al virus Alfa, mientras que se observó un menor grado de daño en los tejidos NT en ratones magros vacunados (Fig. 4d). En los tejidos pulmonares de ratones DIO vacunados, detectamos congestión e infiltración en el espacio alveolar acompañadas de focos de hemorragia alveolar tras la infección Alfa, mientras que estos daños histopatológicos estuvieron en gran medida ausentes en los tejidos pulmonares de ratones magros vacunados (Fig. 4e). De acuerdo con estos hallazgos, la vacunación con ARNm de COVID-19 redujo la expresión de SARS-CoV- 2 N tanto en ratones magros como DIO en los tejidos NT (Fig. 4f). En los tejidos pulmonares, las señales virales de N solo se detectaron en ratones DIO vacunados, pero no en ratones magros vacunados (Fig. 4g). A continuación, encontramos que las células productoras de IFN e IgG específicas del virus en los tejidos del bazo de los ratones DIO vacunados eran significativamente más bajas en comparación con las de los ratones magros vacunados el día 2 después de la infección Alfa (Fig. 4h). Es importante destacar que el ensayo de microneutralización solo detectó anticuerpos neutralizantes contra Alfa en el suero de ratones DIO 14 días después de la segunda dosis de vacunación y 2 días después de la exposición al virus, pero el nivel fue 2,8-veces (p < 0,0001) y 21 .8- veces (p=0.0053) más bajo que el de los ratones delgados, respectivamente (Fig. 4i). En conjunto, estos resultados indican que las respuestas adaptativas de los anticuerpos a la vacunación con ARNm de COVID-19 están alteradas en ratones DIO.
La vacuna de ARNm contra la COVID-19 mejora el daño pulmonar causado por la exposición a Omicron BA.1 en ratones DIO en ausencia de anticuerpos neutralizantes detectables
A continuación, preguntamos hasta qué punto la vacuna de ARNm de COVID{{0}} protege a los ratones DIO contra el SARS-CoV-2 Omicron BA.1. Con este fin, primero probamos el título de anticuerpos neutralizantes en suero contra Omicron BA.1 y detectamos un título bajo en ratones delgados 14 días después del refuerzo, mientras que no se detectó ningún título de anticuerpos neutralizantes en ratones DIO incluso después de las dos dosis de vacunación COVID. 6}} refuerzo de ARNm o 2 días después de la infección con Omicron BA.1 (Fig. 5a yb), lo que sugiere que la vacunación en ratones DIO indujo pocos anticuerpos cruzados contra Omicron BA.1. A continuación, los ratones DIO y delgados se expusieron a 103 UFP de Omicron BA.1 por vía intranasal 14 días después de la vacunación de refuerzo (Fig. 5a). En los tejidos NT, la vacunación con ARNm de COVID-19 redujo modestamente la replicación de Omicron BA.1 y el título infeccioso en ratones delgados, pero tuvo poco efecto en ratones DIO en comparación con los controles no vacunados (Fig. 5c). Curiosamente, la vacunación con ARNm de COVID-19 redujo significativamente la replicación de Omicron BA.1 en los tejidos pulmonares de ratones DIO en comparación con sus controles no vacunados, aunque no tan efectiva como la inhibición completa de Omicron BA.1 en los tejidos pulmonares de ratones magros vacunados. ratones (Fig. 5d). Específicamente, la copia del gen Omicron BA.1 RdRp se redujo en 867-veces (p=0.0087) y el título infeccioso en 7979,9-veces (p < 0,0001) en ratones DIO vacunados. . De acuerdo con los hallazgos virológicos anteriores, la vacunación con ARNm de COVID-19 fue menos efectiva para reducir la expresión del antígeno Omicron BA.1 en tejidos NT de ratones delgados y DIO, pero redujo la expresión del antígeno Omicron BA.1 en tejidos pulmonares de ratones delgados y DIO. (Figura 5e). A 2 ppp, la infección por Omicron BA.1 provocó cierto grado de congestión e infiltración en el espacio alveolar acompañada de hemorragia pulmonar y daño del epitelio en ratones DIO no vacunados, que se redujeron con la vacunación con ARNm de COVID-19 (Fig. 5f). Es importante destacar que encontramos que la concentración de IFN- e IFN- en los tejidos pulmonares de los ratones DIO vacunados aumentó significativamente en comparación con los ratones no vacunados a 2 ppp después de la exposición a Omicron BA.1, mientras que el anticuerpo neutralizante sérico permaneció indetectable en los ratones vacunados. Ratones DIO (Fig. 5g). La gravedad general de la enfermedad según los cambios en el peso corporal mostró que la vacunación con ARNm de COVID-19 redujo la pérdida máxima de peso corporal en ratones DIO al 9 % en comparación con el 13 % en ratones DIO no vacunados (Figura complementaria S6). En conjunto, estos resultados indican que, a pesar de desencadenar un nivel indetectable de respuesta de anticuerpos, la vacunación con ARNm de COVID-19 puede mejorar las respuestas antivirales innatas para mejorar el daño de los tejidos pulmonares inducido por Omicron BA.1-en ratones DIO.
Fig. 5: La vacuna de ARNm de COVID-19 mejora el daño pulmonar en ausencia de una respuesta de anticuerpos neutralizantes en ratones DIO infectados con Omicron BA.1-. a
La vacunación con ARNm de COVID-19 regula positivamente las respuestas antivirales en los pulmones de ratones DIO
Para comprender mejor las respuestas inmunes en los tejidos pulmonares de ratones DIO con vacuna de ARNm de COVID-19, recolectamos muestras de pulmón de ratones y exploramos sus perfiles de transcriptoma el día 2 tras la infección con Omicron BA.1 (Fig. 6a y Fig. Suplementaria. S7). Curiosamente, observamos un notable enriquecimiento de genes implicados en vías relacionadas con respuestas antivirales innatas, incluida la "respuesta celular a IFN- e IFN-" y la "regulación positiva de la producción de IFN- e IFN-" en los tejidos pulmonares de ratones DIO vacunados ( Figura 6b). El análisis de los conjuntos de genes inmunes reveló además que los ratones DIO vacunados tenían la mayor abundancia de macrófagos M1 entre todos los grupos evaluados (Fig. 6c). Para evaluar si la vacuna de ARNm de COVID-19 impulsó las respuestas de interferón antiviral en macrófagos alveolares, aislamos macrófagos alveolares de ratones delgados y ratones DIO y los estimulamos con vacuna de ARNm (Fig. 7a). Descubrimos que la estimulación in vitro de macrófagos alveolares de ratón con la vacuna de ARNm indujo una regulación positiva significativa de RIG-I, MDA5, STAT1, STAT2, ISG15, IFIT3 y OAS3, mientras que solo los macrófagos alveolares de ratones DIO mostraron una mejora significativa de la producción de IFN en ARNm. y niveles de proteínas (Fig. 7b yc). Estos hallazgos sugirieron un perfil de respuesta diferencial de los macrófagos alveolares de ratones DIO y ratones delgados. A continuación, aislamos macrófagos alveolares de ratón de ratones magros y DIO vacunados o no vacunados, seguido de estimulación de las células con proteína de pico poli (I: C) o SARS-CoV-2 (Fig. 7d). La estimulación in vitro con poli (I: C) aumentó aún más la expresión de genes relacionados con la respuesta inmune innata en macrófagos alveolares de ratones magros y DIO vacunados. Curiosamente, los genes estimulados por interferón, incluidos ISG15, IFIT3 y OAS3, estaban más regulados positivamente en los macrófagos alveolares preparados con vacunas de ratones DIO en comparación con los de ratones delgados (Fig. 7e). Paralelamente, la estimulación de la proteína de pico recombinante del SARS-CoV-2 aumentó la expresión de ARNm de RIG-I, TLR3, IL-6, TNF-, IFN-, IFN-, IRF7 y STAT2 en vacunas. macrófagos alveolares preparados de ratones DIO pero no de ratones delgados (Fig. 7g). Es importante destacar que la producción de IFN aumentó drásticamente en los macrófagos alveolares de ratones DIO vacunados en respuesta a la estimulación de la proteína poli (I: C) o S (Fig. 7f y h). En conjunto, estos resultados indican que la vacunación con ARNm de COVID-19 puede restaurar la respuesta antiviral innata en los pulmones de ratones DIO mediante la modulación de la expresión de genes relacionados con el interferón tipo I en macrófagos alveolares.
Fig. 6: La vacunación con ARNm de COVID-19 regula positivamente las respuestas antivirales en los pulmones de ratones DIO. a
Discusión
La obesidad se asocia con respuestas inflamatorias exacerbadas y alteraciones del sistema inmunológico que, en consecuencia, resultan en un alto riesgo de gravedad e ingreso hospitalario para los pacientes con COVID-19.45 Aún no está claro cómo se relacionan esta inflamación crónica de bajo grado y la disfunción de las respuestas inmunes. modular el curso de la infección por SARS-CoV-2. Para explorar la patogénesis del SARS-CoV-2 y evaluar la eficacia de la vacunación con ARNm de COVID-19 en personas obesas, se necesitan con urgencia modelos de animales pequeños apropiados para imitar las características clínicas de los pacientes con COVID-19 . Sin embargo, el SARS-CoV-2 ancestral no infecta ratones de laboratorio de tipo salvaje, ya que el RBD del pico ancestral no se une eficientemente a la ACE2 de ratón.21,40,41 Curiosamente, las variantes del SARS-CoV-2 que han surgido recientemente , incluidos Alpha (B.1.1.7), Beta (B.1.351), Gamma (P.1) y Omicron BA.1 (B.1.1.529.1), han adquirido la mutación N501Y en Spike, que permite el cruce. transmisión de especies del SARS-CoV-2 a murinos de tipo salvaje.41,46–50 En este estudio, utilizamos un modelo de ratón de tipo salvaje obeso inducido por la dieta para investigar el SARS-CoV-2 Alfa y Patogenia, reinfección y vacunación de Omicron BA.1.
cistanche tubulosa-mejora el sistema inmunológico
Nuestros resultados demostraron que la infección por Omicron BA.1 es menos grave que la de Alpha en ratones delgados según el cambio de peso corporal, la carga viral, el título del virus, los marcadores proinflamatorios pulmonares y los hallazgos histopatológicos. Estos resultados concuerdan con informes recientes que observaron un nivel más bajo de infección por Omicron BA.1 en comparación con variantes anteriores del SARS-CoV-2 en modelos animales.14,42 La mayor gravedad del SARS-CoV{{7} } en ratones DIO que en ratones delgados está en línea con los resultados de estudios recientes realizados en ratones y hámsteres obesos inducidos por dieta.51–53 Curiosamente, revelamos que Omicron BA.1 se replicó a un nivel similar en comparación con Alpha en ratones DIO. dando como resultado una patogenicidad comparable de Omicron BA.1 y Alpha en ratones DIO. En particular, las citocinas proinflamatorias representativas, incluidas IP-10 e IL-6, fueron desencadenadas con fuerza por la infección con Omicron BA.1 en ratones DIO, lo que indica un aumento del daño inflamatorio y la morbilidad.54 Mientras tanto, la producción de IFN antiviral en los tejidos pulmonares de ratones DIO fue significativamente menor que el de ratones magros tras la infección tanto con Alpha como con Omicron BA.1. Estos resultados sugieren que la infección por Omicron BA.1 en ratones DIO puede causar una enfermedad grave similar a la de Alpha. Actualmente no se comprende del todo cómo la obesidad contribuye a las enfermedades graves de la COVID-19. El aumento del nivel de leptina es un sello distintivo de la obesidad que regula el metabolismo, las vías de señalización Jak/STAT y Akt, y modula las funciones de las células T, lo que puede contribuir al resultado grave.55,56 La inmunidad humoral mediada por anticuerpos es esencial para las defensas del huésped. 57–59, mientras que la eliminación óptima del virus en ratones infectados con SARS-CoV-2-también requiere respuestas de células T CD4+ y CD8+.60 En este estudio, detectamos niveles significativamente más bajos de células B y las respuestas de las células T de ratones DIO en comparación con ratones delgados, lo que puede contribuir a una mayor susceptibilidad a la reinfección en ratones DIO. El mecanismo subyacente de la respuesta reducida de las células B y T en ratones DIO aún no se ha explorado por completo, pero puede estar asociado con un deterioro de la funcionalidad de las células dendríticas, como se reveló en estudios previos sobre el virus de la influenza.61–63
A pesar del éxito de la vacuna de ARNm contra la COVID-19 con alta eficacia para proteger contra enfermedades graves del SARS-CoV-2, la aparición de evasión inmunitaria en las variantes del SARS-CoV-2 puede poner en peligro la eficacia de la vacuna.43 En nuestro modelo de ratón DIO con un régimen de inmunización de dos dosis, el anticuerpo neutralizante en ratones delgados se detectó fácilmente y se reforzó con fuerza con la segunda dosis de vacunación contra Alpha y Omicron BA.1. Por el contrario, el régimen de inmunización de dos dosis de la vacuna de ARNm de COVID-19 dio como resultado anticuerpos neutralizantes séricos indetectables contra Alpha y Omicron BA.1 en ratones DIO y no se detectó ningún anticuerpo neutralizante contra Omicron BA.1 incluso en el día 2. ante el desafío Omicron BA.1. Estos hallazgos indican que las respuestas adaptativas de las células B a la vacuna de ARNm están gravemente debilitadas en ratones DIO, lo que puede deberse a deficiencias en el desarrollo, la activación y las funciones de las células B.64–66 Curiosamente, la vacunación ofreció un cierto grado de protección a Omicron BA. .1-desafió a ratones DIO en las vías respiratorias inferiores, pero no en los cornetes nasales de animales infectados. La protección insuficiente en los tejidos de los cornetes nasales puede deberse a respuestas inmunitarias mucosas insuficientes tras la vacunación intramuscular que no logró provocar una inmunidad protectora suficiente en los sitios mucosos.67,68
Fig. 7: Los macrófagos alveolares (AM) de ratones DIO contribuyen a las respuestas antivirales reguladas al alza. a
Mediante análisis transcriptómico, revelamos que la vacuna de ARNm de COVID-19 aumentaba las respuestas antivirales en los pulmones de ratones DIO. Experimentos posteriores revelaron que la producción de IFN- en respuestas a la estimulación de la proteína de pico poli (I: C) o SARS-CoV-2 aumentó en los macrófagos alveolares de ratones DIO vacunados. Junto con la carga viral reducida y los cambios histopatológicos, y el aumento de la concentración de IFN-/ en los pulmones de los ratones DIO vacunados desafiados con Omicron BA.1-, nuestros hallazgos sugieren que la vacunación con ARNm aumenta la inmunidad innata del huésped en los animales obesos que contribuye a la protección observada. En general, nuestro estudio revela un conocimiento importante sobre la infección, reinfección y vacunación por SARS-CoV-2 Alpha y Omicron BA.1 en ratones obesos inducidos por la dieta, lo que proporciona información sobre las estrategias de manejo, tratamiento y vacunación para las poblaciones obesas. Nuestro estudio tiene varias limitaciones. Primero, realizamos una nueva exposición a los 28 días después de la infección primaria. En escenarios de la vida real, la longevidad de la memoria y la protección contra la reinfección en los pacientes deben monitorearse durante un período de tiempo más largo. En segundo lugar, en este estudio se utilizaron ratones hembra, ya que se sabe que las hembras desarrollan respuestas inmunitarias innatas y adaptativas más fuertes que los machos.69 Las respuestas inmunitarias diferenciales contra el SARS-CoV-2 entre sexos y su papel en el desarrollo de la enfermedad de COVID{{ 19}} debería explorarse más a fondo. En tercer lugar, solo utilizamos el modelo de ratones de tipo salvaje para este estudio; se deben realizar evaluaciones adicionales en humanos en futuros estudios clínicos para confirmar y explorar más a fondo nuestros hallazgos sobre si la vacuna de ARNm de COVID-19 mejora las respuestas inmunes innatas al Infección por SARS-CoV-2 en pacientes humanos obesos vacunados. Sin embargo, nuestro estudio proporciona información importante que sugiere que los pacientes obesos pueden desarrollar enfermedades clínicas más graves tras la infección por SARS-CoV-2 y son más susceptibles a reinfecciones o infecciones causadas por la vacuna. Es importante destacar que nuestros datos sugieren que las vacunas de ARNm contra la COVID-19 pueden seguir siendo efectivas en personas obesas a pesar de la baja o ausencia de respuesta de anticuerpos, lo que enfatiza aún más la importancia de la vacunación en estas poblaciones.
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