Nuove strategie immunoterapeutiche per trattare o prevenire la sepsi neonatale

Neonatal sepsis is the third major cause of neonatal deaths. Its prevalence is significantly higher in preterm newborns (born at < 37 weeks of gestational age) with a reported mortality of 17.6%. Preterm have the highest risk of sepsis due to their transient immature immune system. They suffer from hypogammaglobulinemia as nor IgA nor IgM is transferred over the placenta and IgG is only transferred over the placenta late in gestation. In addition, neutrophil numbers and complement function are also decreased. Klebsiella sp. is a common neonatal pathogen, well known as opportunistic pathogen, that primarily attack immunocompromised individuals, such as preterm neonates. Moreover, several Klebsiella strains, mainly pneumoniae, have developed mechanisms to counteract both complement and neutrophils, which render bacterial cells resistant to killing. Despite advances in neonatal medicine, the development of an effective strategy to prevent neonatal sepsis in preterm newborns remain a challenge. One possible alternative to improve neonatal host-defense is the development of monoclonal antibodies that induce killing of bacteria via the immune system. Our study demonstrates that in our lab, Medical Microbiology, UMC Utrecht, discovered several monoclonal antibodies, capable to recognize Klebsiella strains from neonatal isolates. Among these, two mAbs, Genmab-BC072-WT and Genmab-BC076-WT, were able to induce complement and Fc-mediated phagocytosis against H2259 Klebsiella pneumoniae neonatal isolate. Our data suggest that these antibodies are as potent as BC025-MedImmune, an existing potent antibody. Unexpectedly, the introduction of a specific mutation in the IgG-Fc domain that induces antibody hexamerization and enhance C1 recruitment and complement activation, did not improve complement activation in H2259 compared to the Wild Type form. Importantly, Genmab-BC072-WT and Genmab-BC076-WT monoclonal antibodies induce effective opsonophagocytic killing by human neutrophils of H2259. Although further studies are necessary, mainly in the context of neonatal plasma, this work provides an important proof of concept for the use of monoclonal antibodies as potential future preventive therapy against Klebsiella species in high-risk infants.

La sepsi è la terza causa di morte a livello neonatale. La sua prevalenza è significativamente più alta nei neonati pretermine (nati a < 37 settimane di gestazione) con una mortalità del 17,6%. Questi neonati presentano un maggiore rischio a causa di un sistema immunitario immaturo. Soffrono di ipogammaglobulinemia poiché né IgA né IgM vengono trasferite attraverso la placenta, mentre le IgG vengono trasferite solo nella fase avanzata della gestazione. In aggiunta, diminuisce anche il numero di neutrofili e le funzioni del sistema del complemento. Per quanto riguarda Klebsiella sp., è un patogeno comune a livello neonatale, ben noto come patogeno opportunistico, che attacca principalmente individui immunocompromessi, come i neonati prematuri. In aggiunta, diversi ceppi di Klebsiella, principalmente pneumoniae, hanno sviluppato meccanismi per contrastare l’attività del complemento e dei neutrofili, rendendo le cellule batteriche resistenti. Attualmente, nonostante i progressi nella medicina neonatale, lo sviluppo di una strategia efficace per prevenire la sepsi neonatale nei neonati prematuri rimane ancora una sfida. Pertanto, una possibile alternativa per potenziare le difese neonatali è l’utilizzo di anticorpi monoclonali in grado di stimolare l’attività del sistema immunitario e indurre uccisione batterica. Il nostro studio ha dimostrato come siano stati identificati, presso il laboratorio di microbiologia medica, all’UMC Utrecht, anticorpi monoclonali in grado di riconoscere diversi ceppi di Klebsiella derivati da isolati clinici neonatali. Tra questi, Genmab-BC072-WT e Genmab-BC076-WT, sono stati in grado di indurre fagocitosi sia in presenza che in assenza del complemento contro uno dei batteri testati H2259 (Klebsiella pneumoniae). Inoltre, quando confrontati con un potente anticorpo già esistente, BC025-MedImmune, hanno dimostrato di essere ugualmente efficaci. Mentre, per quanto riguarda l'introduzione di una mutazione nel dominio Fc degli anticorpi testati, che induce l'esamerizzazione anticorpale migliorando il reclutamento di C1 e l'attivazione del complemento, inaspettatamente, nel nostro studio non ha portato ad un miglioramento dell'attività rispetto alla forma Wild Type. Infine, è importante sottolineare come Genmab-BC072-WT e Genmab-BC076-WT abbiano indotto, non solo fagocitosi, ma anche uccisione batterica di H2259 da parte di neutrofili derivati da campioni umani adulti. Quindi, sebbene siano necessari ulteriori studi, soprattutto nel contesto del plasma neonatale, questo lavoro fornisce un’importante conferma per l’uso di anticorpi monoclonali come potenziale futura terapia preventiva contro i ceppi di Klebsiella nei neonati ad alto rischio.