Estandarización y evaluación del desempeño de un inmunoensayo para la detección de anticuerpos contra el dominio de unión a receptor de la proteína de espícula del virus SARS-CoV-2 / Establishment and performance evaluation of an immunoassay for the antibody detection against the receptor binding domain of the SARS-CoV-2 spike protein

RESUMEN

Resumen Objetivo: Establecer un inmunoensayo semicuantitativo para la detección de anticuerpos contra el dominio de unión al receptor de la proteína de espícula del coronavirus del síndrome respiratorio agudo grave tipo 2 y la evaluación de su desempeño como herramienta de apoyo diagnóstico. Métodos: Se generó una proteína recombinante del dominio de unión a receptor de la proteína de espícula del coronavirus del síndrome respiratorio agudo grave tipo 2. Dicha proteína se empleó como sustrato antigénico en la estandarización de dos ensayos semicuantitativos por inmunoadsorción ligados a enzima para la detección de inmunoglobulinas M e inmunoglobulinas G humanas. Se utilizó un conjunto de muestras de suero positivas (n=129), provenientes de donantes voluntarios con infección previa por el virus SARS-CoV-2, confirmada mediante reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa reversa, y tomadas entre agosto de 2020 y noviembre de 2021. Además, se empleó un panel de muestras prepandémicas negativas (n=196) obtenidas antes de diciembre de 2019 para la evaluación del desempeño de los ensayos; se recibieron muestras múltiples seriadas de 99 donantes voluntarios para examinar la respuesta de la prueba ante la seroconversión y se estudió la posible asociación entre las seropositividades por coronavirus del síndrome respiratorio agudo grave tipo 2 y por el virus del dengue para la evaluación de reacciones cruzadas inespecíficas. Resultados: El ensayo de detección de inmunoglobulina G mostró 81.4 % de sensibilidad, 86.2 % de especificidad y valores predictivos positivos y negativos de 79.5 % y 87.6 % respectivamente. Por su parte, el ensayo de detección de inmunoglobulina M mostró solamente 72.1 % de sensibilidad, 54.1 % de especificidad y valores predictivos positivos y negativos de 25.6 % y 89.8 % respectivamente. No se encontraron diferencias significativas entre las mediciones semicuantitativas según sexo ni correlación lineal entre esta variable y la edad. Los valores obtenidos para el inmunoensayo presentaron diferencias significativas según el autorreporte de presencia o ausencia de síntomas compatibles con COVID-19. No se encontró correlación entre las seropositividades contra el coronavirus del síndrome respiratorio agudo grave tipo 2 y el virus del dengue. El ensayo de detección de inmunoglobulina G generó valores inferiores pero constantes en muestras de donantes voluntarios que autorreportaron no haber tenido contacto con el virus SARS-CoV-2. En contraste, las muestras de donantes expuestos al virus SARS-CoV-2 mostraron valores elevados pero variables en magnitud. Además, se observaron valores elevados y variables en muestras de voluntarios vacunados o con infección previa. Conclusiones: Nuestro ensayo de detección de inmunoglobulina M presenta escaso valor diagnóstico. Por el contrario, el ensayo de detección de inmunoglobulina G muestra un rendimiento satisfactorio y se apega al comportamiento reportado para este tipo de prueba según las características demográficas y clínicas de los usuarios; por lo tanto, este ensayo podría ser empleado como herramienta fiable y práctica en aplicaciones clínicas y como apoyo al diagnóstico. Es necesario desarrollar más estudios sobre reacciones cruzadas entre los anticuerpos contra el coronavirus del síndrome respiratorio agudo grave tipo 2 con aquellos de otras entidades de interés clínico, sobre todo las presentes en países tropicales como el nuestro.

ABSTRACT

Abstract Aim: To establish a semiquantitative immunoassay for antibody detection against the RBD of the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 spike protein and to evaluate its performance to be used as a diagnostic supporting tool. Methods: A recombinant severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 spike protein was produced. This protein was used as antigenic substrate in two semiquantitative enzyme-linked immunoassays for the detection of human immunoglobulins M and immunoglobulins G. A set of serum samples (N=129) from patients with prior viral infection confirmed by reverse transcription polymerase chain reaction, processed between August 2020 and November 2021, were used as positive samples. A panel of pre-pandemic samples (N=196), obtained prior to December 2019, were used as negative samples to evaluate the assay performance. Multiple samples from 99 volunteers were used to examine test response to seroconversion. The interference between seropositivity against severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 and dengue virus was also evaluated. Results: The immunoglobulin G detection assay showed 81.4% sensitivity, 86.2% specificity, and positive and negative predictive values of 79.5% and 87.6% respectively. The immunoglobulin M detection assay yielded 72.1% sensitivity, 54.1% specificity, and positive and negative predictive values of 25.6% and 89.8% respectively. No significant differences were found between the measurements according to sex or linear correlation between this variable and age. The values presented significant differences according to the condition of self-reported presence or absence of COVID-19 like symptoms. No correlation was found between seropositivity for severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 and dengue virus. The immunoglobulin G detection assay generated lower but constant values on samples from voluntary donors who reported not having any contact with the virus compared to samples from donors exposed to it, and high but variable values in magnitude on samples from vaccinated volunteers or those with previous severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 infection compared to samples from donors without exposure to the viral antigen. Conclusions: Our established immunoglobulin M detection assay presents poor diagnostic value. On the other hand, the immunoglobulin G detection assay shows satisfactory performance, and coheres to the behavior reported for this type of test according to the demographic and clinic characteristics of the volunteer, so it could be used as a reliable and practical tool in clinical applications and as diagnostic complement. It is necessary to develop more studies on cross-reactions of antibodies against severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 with other entities of clinical interest and present in our tropical area.