Abstract Complement pathways, traditionally regarded as separate entities in vitro, are increasingly noted for cross-communication and bypass mechanisms. Among these, the MBL/Ficolin/CL associated serine protease-3 (MASP-3) — a component of lectin pathway pattern recognition receptors (PRMs) — has shown the ability to process critical substrates like pro-factor D and insulin growth factor binding protein-5 (IGFBP-5). Given shared features between lectin pathway PRMs and C1q from the classical pathway, we hypothesized that C1q might be a viable in vivo binding partner for the MASPs. We used microscale thermophoresis, ELISA and immunoprecipitation assays to detect C1q/MASP complexes and functionally assessed the complexes through enzymatic cleavage assays. C1q/MASP-3 complexes were detected in human serum and correlated well with MASP-3 serum levels in healthy individuals. The binding affinity between MASP-3 and C1q in vitro was in the nanomolar range, and the interaction was calcium-dependent, as demonstrated by their dissociation in the presence of EDTA. Furthermore, most of the circulating C1q-bound MASP-3 was activated. Based on immunoprecipitatin, also C1q/MASP-2 complexes appereared to be present in serum. Finally, C1q/MASP-2 and C1q/MASP-3 in vitro complexes were able to cleave C4 and pro-factor D, respectively. Our study reveals the existence of C1q/MASP complexes in the circulation of healthy individuals and both C1q/MASP-2 and C1q/MASP-3 complexes display proteolytic activity. Hence, this study uncovers a crosstalk route between complement pathways not previously described.

Abstract SARS-CoV-2 transmission from humans to animals has been reported for many domesticated species, including cats, dogs and minks. Identification of novel spike gene mutations appearing in minks has raised major concerns about potential immune evasion and challenges for the global vaccine strategy. The genetic variant, known as “cluster-five”, arose among farmed minks in Denmark and resulted in a complete shutdown of the world’s largest mink production. However, the functional properties of this new variant are not established. Here we present functional data on the Y453F cluster-five receptor-binding domain (RBD) and show that it does not decrease established humoral immunity or affect the neutralizing response in a vaccine model based on wild-type RBD or spike. However, it binds the human ACE-2 receptor with a four-fold higher affinity suggesting an enhanced transmission capacity and a possible challenge for viral control.

Abstract Complement pathways, traditionally regarded as separate entities in vitro, are increasingly noted for cross-communication and bypass mechanisms. Among these, the MBL/ficolin/CL-associated serine protease (MASP)-3, a component of lectin pathway pattern recognition molecules, has shown the ability to process critical substrates such as pro-factor D and insulin growth factor binding protein-5. Given shared features between lectin pathway pattern recognition molecules and C1q from the classical pathway, we hypothesized that C1q might be a viable in vivo binding partner for the MASPs. We used microscale thermophoresis, ELISA, and immunoprecipitation assays to detect C1q/MASP complexes and functionally assessed the complexes through enzymatic cleavage assays. C1q/MASP-3 complexes were detected in human serum and correlated well with MASP-3 serum levels in healthy individuals. The binding affinity between MASP-3 and C1q in vitro was in the nanomolar range, and the interaction was calcium-dependent, as demonstrated by their dissociation in the presence of EDTA. Furthermore, most of the circulating C1q-bound MASP-3 was activated. Based on immunoprecipitation, also C1q/MASP-2 complexes appeared to be present in serum. Finally, C1q/MASP-2 and C1q/MASP-3 in vitro complexes were able to cleave C4 and pro-factor D, respectively. Our study reveals the existence of C1q/MASP complexes in the circulation of healthy individuals, and both C1q/MASP-2 and C1q/MASP-3 complexes display proteolytic activity. Hence, this study uncovers a crosstalk route between complement pathways not previously described.

Throughout the COVID-19 pandemic, the emergence of new viral variants has challenged public health efforts, often evading antibody responses generated by infections and vaccinations. This immune escape has led to waves of breakthrough infections, raising questions about the efficacy and durability of immune protection. Here we focus on the impact of SARS-CoV-2 Delta and Omicron spike mutations on ACE-2 receptor binding, protein stability, and immune response evasion. Delta and Omicron variants had 3–5 times higher binding affinities to ACE-2 than the ancestral strain (KD wt = 23.4 nM, KD Delta = 8.08 nM, KD BA.1 = 4.77 nM, KD BA.2 = 4.47 nM). The pattern recognition molecule mannose-binding lectin (MBL) has been shown to recognize the spike protein. Here we found that MBL binding remained largely unchanged across the variants, even after introducing mutations at single glycan sites. Although MBL binding decreased post-vaccination, it increased by 2.6-fold upon IgG depletion, suggesting a compensatory or redundant role in immune recognition. Notably, we identified two glycan sites (N717 and N801) as potentially essential for the structural integrity of the spike protein. We also evaluated the antibody and T cell responses. Neutralization by serum immunoglobulins was predominantly mediated by IgG rather than IgA and was markedly impaired against the Delta (5.8-fold decrease) and Omicron variants BA.1 (17.4-fold) and BA.2 (14.2-fold). T cell responses, initially conserved, waned rapidly within 3 months post-Omicron infection. Our data suggests that immune imprinting may have hindered antibody and T cell responses toward the variants. Overall, despite decreased antibody neutralization, MBL recognition and T cell responses were generally unaffected by the variants. These findings extend our understanding of the complex interplay between viral adaptation and immune response, underscoring the importance of considering MBL interactions, immune imprinting, and viral evolution dynamics in developing new vaccine and treatment strategies.