Dans une récente étude publiée dans la revue Sciences Immunologiedes chercheurs aux États-Unis ont décrit un rare anti-syndrome respiratoire aigu sévère coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) cocktail de trois anticorps IMM-BCP-01.
Ils ont utilisé la plateforme de découverte d’Immunome, Inc. pour étudier les répertoires de cellules B mémoire de trois patients convalescents atteints de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) afin de dériver IMM-BCP-01. Le cocktail d’anticorps s’est bien comporté sous in vitro conditions contre plusieurs variantes du SRAS-CoV-2, y compris Omicron BA.1 et BA.2. Lorsqu’il est évalué in vivo chez les hamsters syriens dorés, IMM-BCP-01 a puissamment induit une réponse effectrice anti-SARS-CoV-2, y compris la cytotoxicité cellulaire dépendante des anticorps (ADCC), l’activation de la voie du complément et la phagocytose.
Étude : IMM-BCP-01, un cocktail d’anticorps anti-SARS-CoV-2 dérivé du patient, est actif dans toutes les variantes préoccupantes, notamment Omicron BA.1 et BA.2. Crédit d’image : Lightspring / Shutterstock
Sommaire
Arrière plan
À ce jour, l’utilisation de plasma convalescent contre le SRAS-CoV-2 a donné des résultats mitigés. Pourtant, les thérapies par anticorps à large réactivité pourraient servir d’alternative à la vaccination contre le COVID-19. L’émergence de sous-variantes d’Omicron, aux propriétés d’évasion immunitaire exceptionnelles, a conduit la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis à réviser l’autorisation d’utilisation d’urgence (EUA) délivrée pour certains traitements de type cocktail d’anticorps (par exemple, Evusheld). La FDA a également recommandé d’augmenter sa posologie en raison de la perte de puissance des sous-variantes Omicron BA.1 et BA.1.1.
Cependant, les résultats préliminaires des thérapies déployant un seul anticorps ont nécessité l’utilisation d’un traitement cocktail pour empêcher la génération de mutants d’échappement. Par conséquent, il existe un besoin urgent non satisfait de développer un cocktail d’anticorps avec une large réactivité contre les variants actuels et futurs du SRAS-CoV-2.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont dérivé un cocktail de trois anticorps, l’IMM-BCP-01, et l’ont caractérisé en fonction de la fonction, des épitopes et des propriétés biochimiques de chaque anticorps constitutif. Ils l’ont évalué à l’aide de tests de neutralisation contre les variantes actuelles du SRAS-CoV-2 préoccupantes (COV), des tests fonctionnels effecteurs in vitroet chez les hamsters infectés par des variantes du SRAS-CoV-2 in vivo.
Les études structurelles se sont concentrées sur les interactions des anticorps avec la protéine trimère de la pointe (S) du SRAS-CoV-2. L’équipe a confirmé ces résultats par une analyse par microscopie électronique cryogénique (cryo-EM). En outre, ils ont utilisé une approche de mutagenèse par fusil de chasse à balayage d’alanine pour valider les données structurelles ; qui a utilisé une bibliothèque validée des protéines du domaine de liaison au récepteur (RBD) de la souche ancestrale SARS-CoV-2 Wuhan-Hu 1, chacune contenant une mutation d’acide aminé.
Ils ont également évalué le profil pharmacocinétique (PK) d’un cocktail de trois anticorps, IMM-BCP-01. Ils ont injecté IMM-BCP-01 à des hamsters naïfs et mesuré leurs taux sériques d’immunoglobulines G (IgG) totales à l’aide d’un dosage immuno-enzymatique (ELISA). Le cocktail IMM-BCP-01 avait une demi-vie d’environ 100 heures chez les hamsters. Enfin, ils ont mesuré la cinétique de liaison des anticorps à l’aide d’un appareil à résonance plasmon (SPR).
Résultats de l’étude
La principale découverte de l’étude était qu’IMM-BCP-01, une combinaison d’anticorps IMM20253, IMM20190 et IMM20184, se liait à des épitopes conservés sans chevauchement du trimère S du SRAS-CoV-2, le dissociant en monomères S et le clivant en S1 et sous-unités S2 ; enfin, conduisant à une réorganisation complète de S.
L’analyse structurale du trimère S complexé avec le fragment lié, la liaison à l’antigène (Fabs) d’IMM20184, IMM20190 ou IMM20253 a identifié les schémas de liaison des anticorps IMM-BCP-01. Une reconstruction tridimensionnelle (3D) de micrographies cryo-EM de IMM20184 Fabs liés au trimère S a révélé un complexe 3: 1 (Fab: Trimer) à une résolution d’environ 10 angströms (Å) avec une densité réduite dans le noyau S, indiquant la Réarrangements de la protéine S.
La mutagenèse a identifié qu’IMM20184 se liait à une région hautement conservée dans le domaine de liaison au récepteur central (RBD), un site proche des épitopes précédemment rapportés des anticorps CR3022 et COVA1-16. L’épitope IMM20184 comprenait les résidus N370, K378, F374 et SP383-384 qui étaient complètement conservés parmi tous les COV SARS-CoV-2 actuels et précédents, y compris les variantes Omicron BA.1 et BA.2. Ces résultats ont ensuite été validés avec succès à l’aide d’une analyse cryo-EM.
L’anticorps IMM20253 inhibe le virus de manière non dépendante de l’ACE2 et facilite la libération de la protéine S1. (A) Inhibition de la liaison de RBD à son récepteur cellulaire ACE2 en présence d’IMM20184/190/253. Test de compétition des récepteurs basé sur ELISA. Les points notés sont des moyennes de trois répétitions. Les barres d’erreur indiquent SD. (B) Cinétique de liaison des anticorps des anticorps IMM20184, IMM20190 et IMM20253 au RBD soluble et au trimère (variante WA1/2020) mesurée à l’aide de la résonance plasmonique de surface (SPR). Les valeurs notées sont KD. (C). Analyse Western blot de Trimer digéré avec la protéase K après 0, 15 et 60 min en présence d’ACE2 humain, IMM20253 ou IMM20190. La coloration anti-S2 révèle le monomère S (S1+S2) et la protéine S2. (D) L’analyse par diffusion dynamique de la lumière (DLS) du complexe Trimer avec IMM20253 ou IMM20190 immédiatement ou après 2 heures d’incubation mesure un diamètre hydrodynamique de chaque complexe en nm. (E) La liaison Fab IMM20253 à Trimer déclenche une perturbation complexe et la libération de monomères S. (F) Schéma du mécanisme d’action du cocktail IMM-BCP-01.
Il est à noter que l’épitope IMM20253 est présent dans tous les coronavirus liés au SRAS (CoV) ; par conséquent, il pourrait rester conservé dans les nouveaux CoV humains liés au SRAS. En outre, IMM20253 a déclenché un changement conformationnel de la protéine S en une forme post-fusion pour empêcher la liaison au récepteur de l’hôte dépendant de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2). Il s’est lié à un épitope conservé, avec les résidus K356 et R466, qui n’est pas une cible commune du système immunitaire humain pour générer des anticorps neutralisants.
Le cocktail de trois anticorps a constamment montré une puissance antivirale robuste in vivo et in vitro, neutralisé tous les COV testés, y compris Omicron BA.1 et Omicron BA.2, et induit une puissante réponse effectrice antivirale. Notamment, les trois anticorps ont provoqué une neutralisation virale par différents mécanismes. Le pouvoir de neutralisation présenté par IMM-BCP-01 dans les tests de pseudo-virus et de virus vivants s’est traduit par une plus grande in vivo efficacité dans des modèles animaux. Notamment, IMM-BCP-01 était particulièrement efficace contre les COV Beta et Omicron.
En outre, les auteurs ont démontré que la fraction accentuée du cocktail IMM-BCP-01, les mécanismes de clairance du SRAS-CoV-2 médiés par le cristallisable (Fc) in vivo plus que n’importe lequel des trois anticorps individuels seuls. En conséquence, il a neutralisé de manière robuste les COV du SRAS-CoV-2 en utilisant plusieurs mécanismes. Plus important encore, la dose-réponse du cocktail IMM-BCP-01 ne se limitait pas à l’isolat WA1/2020 SARS-CoV-2. Il a également été efficace pour éliminer les COV alpha, bêta et Omicron dans la plage de doses de trois à neuf mg/kg.
conclusion
L’étude a démontré qu’un cocktail rare d’IgG dérivées de patients, le cocktail IMM-BCP-01, spécifique aux épitopes conservés sans chevauchement sur la protéine S, activait puissamment la réponse effectrice antivirale médiée par Fc et démontrait des effets antiviraux in vivo. De plus, il est resté résistant à la dérive mutationnelle.
De plus, les données de l’étude préclinique ont confirmé que l’IMM-BCP-01 était systématiquement efficace sur tout le spectre des variantes du SARS-CoV-2, y compris Alpha, Beta, Gamma, Delta, Epsilon, Kappa, Lambda, Mu, Zeta et Omicron Variantes BA.1 et BA.2 in vitro. Dans l’ensemble, le cocktail d’anticorps IMM-BCP-01 pourrait être un prophylactique et thérapeutique prometteur contre le SRAS-CoV-2 ; par conséquent, les auteurs ont mis l’accent sur son passage rapide aux essais cliniques.
