Une étude récente publiée dans le La science Le journal a décrit que les nanoparticules du domaine de liaison au récepteur mosaïque (RBD) immunisent contre divers défis de sarbecovirus, y compris le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), parmi les modèles animaux.
Cette infographie illustre le nouveau vaccin, composé de RBD de huit virus différents. Le tableau montre le large spectre des variantes du SRAS-CoV-2 et des coronavirus apparentés contre lesquels le vaccin induit une protection. Crédit : Avec l’aimable autorisation de Wellcome Leap, Caltech et Merkin Institute
Sommaire
Arrière plan
Au cours des 20 dernières années, des épidémies ou pandémies associées au SARS-CoV et au SARS-CoV-2, deux CoV animaux de la lignée des sarbecovirus, ont touché l’espèce humaine. Malgré le développement rapide de vaccins puissants, la pandémie de maladie CoV 2019 (COVID-19) induite par le SRAS-CoV-2 dure depuis plus de deux ans dans le monde. En effet, les nouvelles variantes préoccupantes du SRAS-CoV-2 (COV), telles que les COV Omicron gravement mutés, ont prolongé la pandémie de COVID-19.
De plus, la découverte de différents sarbecovirus chez les chauves-souris, dont certains engagent l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2), le récepteur d’entrée du SRAS-CoV et du SRAS-CoV-2, augmente le risque d’une nouvelle pandémie de CoV. Par conséquent, le développement de thérapies et de vaccins pour se prémunir contre les sarbecovirus zoonotiques et les COV du SRAS-CoV-2 est nécessaire de toute urgence.
Les auteurs de l’étude ont précédemment classé les anticorps anti-RBD neutralisants du SRAS-CoV-2 en quatre classes primaires (classes I, II, III et IV) en fonction de leurs épitopes et s’ils ont identifié des RBD vers le bas ou vers le haut sur le pic (S) trimères. Les approches vaccinales déclenchant des anticorps de classe III, de classe IV et de classe I/IV pourraient immuniser contre les sarbecovirus zoonotiques potentiellement en développement et les variants contemporains et à venir du SRAS-CoV-2.
À propos de l’étude
Dans la présente recherche, les scientifiques ont décrit les évaluations de l’immunogénicité animale et de la provocation virale pour analyser les nanoparticules Mosaic-8 RBD, un éventuel vaccin pan-sarbecovirus dans lequel les RBD du SRAS-CoV-2 et sept sarbecovirus animaux étaient liés de manière covalente à une protéine 60-mer nanoparticule.
L’équipe a utilisé le SARS-CoV-2 Beta RBD pour les analyses de provocation. Ils ont créé soit la mosaïque-8b, c’est-à-dire chaque nanoparticule affichant le SARS-CoV-2 Beta RBD et sept autres RBD sarbecovirus liés aux 60 régions, soit homotypique, c’est-à-dire chaque nanoparticule présentant 60 répliques du SARS-CoV-2 Beta RBD , nanoparticules RBD-mi3. Les chercheurs ont exploité la plate-forme SpyCatcher-SpyTag pour lier de manière covalente les RBD aux séquences SpyTag003 C-terminales à une nanoparticule 60-mer, c’est-à-dire SpyCatcher003-mi3, pour obtenir les deux types de nanoparticules RBD-mi3.
Les immunisations Mosaic-8b et homotypiques SARS-2 Beta RBD-mi3 ont induit des anticorps de liaison et de neutralisation chez les souris K18. (A) Gauche : Calendrier de vaccination. Des souris K18-hACE2 ont été immunisées soit avec 5 μg (équivalents RBD) mosaïque-8b, mosaïque-8 g, SARS-2 bêta homotypique, soit l’équivalent molaire de nanoparticules SpyCatcher003-mi3 non conjuguées. Droite : Modèles structuraux de nanoparticules mosaïque-8 et homotypiques RBD-mi3 construits à l’aide de PDB 7SC1 (RBD), PDB 4MLI (SpyCatcher) et PDB 7B3Y (mi3).
Les auteurs ont examiné les réactions immunitaires et la protection contre l’infection virale chez des souris transgéniques à la kératine 18-enzyme de conversion de l’angiotensine humaine 2 (K18-hACE2) pour comparer l’efficacité des vaccinations homotypiques ou mosaïques de nanoparticules RBD-mi3. Les quatre cohortes de souris K18-hACE2 vaccinées, comprenant chacune 10 animaux, ont été infectées par le SARS-CoV-2 Beta ou le SARS-CoV.
Quatre jours après le défi, les chercheurs ont prélevé des échantillons d’écouvillonnage pulmonaire et oropharyngé de quatre groupes de souris K18-hACE2. Les scientifiques ont évalué les quantités de virus infectieux et d’acide ribonucléique viral (ARN) dans ces échantillons.
L’équipe a également effectué des tests de vaccination et de provocation homotypiques et mosaïques de nanoparticules RBD-mi3 chez des primates non humains (PNH) pour étendre les découvertes actuelles à un autre modèle animal d’infection par le SRAS-CoV-2 et le SRAS-CoV. Ils ont ensuite étudié si les anticorps anti-RBD étaient produits de manière distincte par des nanoparticules homotypiques et mosaïques.
Résultats
Selon les résultats de l’étude, les animaux vaccinés avec le RBD-mi3 SARS-CoV-2 homotypique et le RBD-mi3 mosaïque-8b ont montré une protection contre le défi SARS-CoV-2. Les auteurs ont noté que la mosaïque-8b n’avait qu’un huitième du nombre de RBD du SRAS-CoV-2 par rapport à son équivalent homotypique du SRAS-CoV-2. Ces découvertes impliquent qu’une nanoparticule de mosaïque RBD peut être une alternative de vaccination au COVID-19 pour prévenir les infections actuelles et futures du variant SARS-CoV-2.
De plus, les nanoparticules de mosaïque-8b et les nanoparticules non homotypiques de SARS-CoV-2 RBD-mi3 ont protégé les souris K18-hACE2 de la mortalité en réponse à une provocation incompatible avec le SRAS-CoV, indiquant qu’un vaccin à nanoparticules de mosaïque pourrait également immuniser contre la maladie provoquée par un éventuel Sarbecovirus zoonotiques incompatibles.
Bien que les nanoparticules homotypiques ne protègent pas complètement du SRAS-CoV chez les souris K18-hACE2, les auteurs ont noté que les titres viraux dans le tissu pulmonaire acquis des animaux vaccinés étaient inférieurs à ceux des animaux témoins. Cette inférence était pertinente, compte tenu de la possibilité d’une immunité incompatible conférée par la vaccination homotypique des nanoparticules SARS-CoV-2 RBD-mi3. Étant donné que seul un animal sur quatre présentait des concentrations virales mesurables dans les poumons par rapport à quatre sur quatre dans la cohorte témoin, les scientifiques ont mentionné qu’une certaine protection était évidente.
Les découvertes actuelles selon lesquelles une mosaïque RBD protégeait contre les défis des sarbecovirus non appariés et appariés, par opposition aux nanoparticules homotypiques SARS-CoV-2 RBD qui ne protégeaient entièrement que contre un défi apparié, étaient cohérentes avec les enquêtes de cartographie RBD montrant que les anticorps ciblant les territoires RBD conservés , et non les épitopes immunodominants RBD de classe I et de classe II, ont été principalement provoqués par la mosaïque-8b mais pas par les nanoparticules homotypiques SARS-CoV-2 RBD-mi3.
conclusion
Collectivement, les travaux actuels ont comparé les réactions immunitaires chez les macaques et les souris évoquées par les nanoparticules RBD homotypiques (uniquement le SRAS-CoV-2) et mosaïque-8 (SRAS-CoV-2 plus sept sarbecovirus animaux). Les chercheurs ont découvert que la mosaïque-8 provoquait des réactions immunitaires importantes contre des souches virales incompatibles, telles que les sarbecovirus animaux et le SRAS-CoV.
La vaccination homotypique contre le SRAS-CoV-2 protège uniquement contre les provocations par le SRAS-CoV-2. D’autre part, la vaccination mosaïque-8 a démontré une neutralisation égale des variantes du SRAS-CoV-2, telles que les Omicrons, et immunisé contre les infections par le SRAS-CoV-2 et le SRAS-CoV. Suite à l’immunisation avec la mosaïque-8, la cartographie des épitopes a révélé un adressage accru des épitopes conservés.
Ensemble, les découvertes actuelles indiquent que les nanoparticules de la mosaïque-8 RBD peuvent pouvoir protéger contre les variantes SARS-CoV-2 et tous les futurs débordements de sarbecovirus.
