Dans un récent Rapports scientifiques article de journal, les chercheurs ont isolé 7G7 et NIBIC-71 à partir de cellules mononucléaires du sang périphérique (PBMC) dérivées de personnes convalescentes atteintes de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19). Ces anticorps monoclonaux (mAbs) se sont avérés neutraliser les variantes Delta et Omicron du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2).
Étude: Mode de reconnaissance et de neutralisation des anticorps humains sur les domaines NTD et RBD de la protéine de pointe SARS-CoV-2. Crédit d’image : paulista/Shutterstock.com
Arrière plan
L’émergence continue de variants préoccupants (COV) du SARS-CoV-2 plus immunoévasifs et transmissibles, tels que Delta et Omicron, a menacé l’efficacité des vaccins COVID-19 et des agents thérapeutiques anti-SARS-CoV-2. Des mAb neutralisants ciblant le domaine de liaison au récepteur (RBD) de la glycoprotéine SARS-CoV-2 spike (S), qui comprend les sous-unités S1 et S2, ont été développés pour réduire la transmission du SARS-CoV-2 ; cependant, les régions cibles optimales sur le SARS-CoV-2 S doivent être identifiées pour la neutralisation efficace des COV du SARS-CoV-2.
Des études antérieures ont rapporté que l’inhibition des interactions de l’enzyme de conversion de la S-angiotensine 2 (ACE2) du SRAS-CoV-2 peut supprimer les infections par le SRAS-CoV-2 ; cependant, les données sur la suppression du COVID-19 en supprimant le clivage S1/S2 font défaut.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont isolé deux mAb, 7G7 et NIBIC-71, qui ont neutralisé les COV du SRAS-CoV-2 par différents mécanismes de neutralisation.
Les PBMC ont été extraites de deux convalescents COVID-19. Des lignées de cellules lymphoblastoïdes productrices d’anticorps anti-S (LCL) ont été préparées en infectant des lymphocytes B avec le virus d’Epstein-Barr (EBV).
Des dosages immuno-enzymatiques (ELISA) ont été effectués pour identifier les LCL anti-S. De plus, l’activité neutralisante des mAb a été évaluée à l’aide de tests d’inhibition de l’effet cytopathique (CPE).
De plus, des analyses de séquençage d’acides aminés d’anticorps et de séquençage d’amplicon de récepteur de cellule B (BCR) ont été effectuées par analyse par chromatographie liquide/spectrométrie de masse (LC-MS) pour détecter les séquences mAb ciblées sur S dans les surnageants LCL. Par la suite, l’équipe a intégré les données de séquence et évalué les séquences d’ADN de 7G7 et NIBIC-71 sur la base desquelles les taux d’hypermutation somatique (SHM) ont été calculés.
Des mAb recombinants NIBIC-71, 7G7/λ et 7G7/κ ont été préparés pour caractériser 7G7 et NIBIC-71. De plus, les interactions s-ACE2 ont été évaluées par ELISA.
De plus, les affinités obligatoires des deux mAbs avec SARS-CoV-2 S ont été évaluées par l’analyse extérieure de résonance de plasmon (SPR). Plusieurs protéines S tronquées ont également été préparées pour identifier les régions S du SRAS-CoV-2 identifiées comme épitopes par les deux mAb à l’aide d’ELISA. Enfin, la cryo-microscopie électronique (cryo-EM) a également été réalisée pour évaluer les modes de liaison des mAbs au SARS-CoV-2 S.
L’inhibition de l’invasion des cellules hôtes du SRAS-CoV-2 par les deux mAb a été évaluée in vitro par des tests de neutralisation basés sur l’activité de la luciférase. L’inhibition de la liaison S-ACE2 et la suppression du clivage S1/S2 par les deux mAb ont également été évaluées.
Le pouvoir neutralisant du 7G7/κ et du NIBIC-71 a également été évalué in vivo en infectant des hamsters syriens avec la souche de type sauvage (WT) du SRAS-CoV-2 par voie intranasale après avoir injecté les deux mAb et un mAb de contrôle supplémentaire par voie intraveineuse.
Les tissus pulmonaires des hamsters infectés ont été obtenus et soumis à une analyse histologique. Ces tissus ont également été utilisés pour déterminer la charge virale pulmonaire par des tests de CPE et de réaction en chaîne par polymérase de transcription inverse (RT-PCR).
La neutralisation des COV du SARS-CoV-2 par les deux mAb a été évaluée en infectant les cellules VeroE6-transmembrane protease sérine 2 (TMPRSS2) avec SARS-CoV-2 WT, Delta et Omicron BA.1.
Résultats de l’étude
Au total, 28 surnageants LCL spécifiques au S ont été détectés par ELISA, dont deux ont inhibé les effets CPE associés au SRAS-CoV-2. Les mAb 7G7 et NIBIC-71 ont neutralisé efficacement le SARS-CoV-2 WT et Delta, mais pas Omicron.
NIBIC-71 était spécifique à RBD, alors que 7G7/κ ciblait le domaine N-terminal (NTD) de S1. NIBIC-71 a inhibé la liaison de S-ACE2, alors que 7G7/κ ne l’a pas fait, et 7G7/κ a supprimé la désintégration S1/S2, mais pas NIBIC-71.
Le mAb NIBIC-71 a été dérivé de l’immunoglobuline G1 (IgG1)/Igκ avec les gènes Ig Kappa variable 1-9 (IGKV1-9) et Ig heavy variable 3-53 (IGHV3-53). Le mAb 7G7 (7G7/λ) a été dérivé d’IgG1/Igλ2 avec les gènes Ig lambda variable 3-25 (IGLV3-25) et IGHV3-33.
Les mAb 7G7/κ, NIBIC-71 et 7G7/λ avaient des concentrations efficaces semi-maximales similaires (EC50) valeurs. Une réponse dose-dépendante contre le SARS-CoV-2 S a été observée, indiquant ainsi que les mAbs étaient S-spécifiques. L’affinité de liaison de 7G7/κ (IgG1/Igκ) pour le SRAS-CoV-2 S était plus élevée que celle de 7G7/λ (IgG1/Igλ2).
Les découvertes de Cryo-EM des complexes 7G7/κ et NIBIC-71 à une résolution de 2,6 Å et 3,0 Å, respectivement, ont montré que deux régions de liaison à l’antigène du fragment NIBIC-71 (Fabs) interagissaient avec deux RBD de conformation-S, alors que les trois Fabs de 7G7/κ étaient liés aux trois MTN du SRAS-CoV-2 S. De plus, NIBIC-71 avait une concentration inhibitrice demi-maximale supérieure (IC50) valeur par rapport à 7G7/κ.
Invivo les résultats n’ont montré aucune différence statistiquement significative entre les mAb concernant les modifications de la température rectale et du poids corporel chez les hamsters. Les deux mAb ont abaissé les charges virales du SRAS-CoV-2 de manière significative plus que le contrôle.
La protéine de nucléocapside du SRAS-CoV-2 était détectable dans les poumons de hamsters infectés par le mAb témoin, mais pas dans les poumons des hamsters traités au NIBIC-71 ou 7G7/κ. L’analyse histologique a montré que NIBIC-71 et 7G7/κ réduisaient l’inflammation induite par le COVID-19.
Le mode de liaison de NIBIC-71 n’a pas été affecté par les mutations Delta VOC T478K et L452R. En outre, plusieurs sites de mutation dans le COV d’Omicron, notamment G446S, K417N, Q493R, S477N, Q498R, G496S, Y505H et N501Y, se chevauchaient avec l’épitope de NIBIC-71.
La mutation T19R dans Delta peut avoir affecté la liaison 7G7/κ. De plus, la suppression des résidus 142 à 144, ainsi que la substitution d’acides aminés Y145D dans le VOC Omicron, ont probablement modifié la surface 7G7/κ au point de contact de la région déterminant la complémentarité (CDR).
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude démontrent la probabilité que deux nouveaux mAb neutralisants ciblant le clivage S1/S2 présentent une réaction croisée contre les COV du SRAS-CoV-2.
