La pandémie actuelle de COVID-19 causée par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) continue de se propager et de provoquer des maladies et la mort dans de nombreux pays, même aujourd'hui. À l'heure actuelle, il n'existe aucun traitement efficace. Une étude récente publiée sur le serveur de pré-impression bioRxiv * en août 2020 rapporte le potentiel d'une nouvelle classe de médicaments appelés cellules CAR NK, qui pourraient être utilisées dans le commerce pour traiter cette maladie.
Sommaire
Thérapies actuelles
Les interventions médicales actuelles dans le COVID-19 comprennent trois types de thérapie: les traitements antiviraux, les immunomodulateurs et les traitements de soutien. La première catégorie comprend le remdesivir, le lopinavir / ritonavir, la chloroquine, l'hydroxychloroquine et la ribavirine, souvent utilisés en association. La réduction de la réponse immunitaire a été tentée en utilisant des anticorps dirigés contre les récepteurs de l'IL-6, des corticostéroïdes et des anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS). La prise en charge de soutien comprend la ventilation mécanique et l'oxygène supplémentaire, ainsi que l'utilisation de plasma de convalescence.
Approches d'immunothérapie
De multiples techniques immunothérapeutiques sont actuellement expérimentées. Une nouvelle approche de la modulation de l'immunité basée sur les cellules implique l'utilisation de la technologie des récepteurs d'antigènes chimériques (CAR) avec des cellules tueuses naturelles (NK). Ceux-ci sont isolés du sang périphérique et peuvent être adaptés pour exprimer la CAR afin de traiter de multiples conditions infectieuses et néoplasiques.
Auparavant, les cellules CAR T étaient utilisées dans certaines thérapies tumorales. Cependant, pour traiter le COVID-19, les cellules T doivent provenir d'individus atteints de lymphopénie. D'autre part, les cellules CAR NK peuvent provenir d'un tiers, ce qui leur permet d'être utilisées dans le commerce, à des coûts réduits et avec une applicabilité plus large.
Génération de cellules CR3022-CAR-NK92MI. (a) Conception schématique de CR3022-CAR dans le vecteur rétroviral SFG. Le vecteur rétroviral SFG contient le fragment d'anticorps monocaténaire CR3022 (clone 3), une région charnière IgG1 CH2CH3 humaine et une région transmembranaire CD28, suivis des domaines intracellulaires de co-stimulateur CD28, 4-1BB et le domaine intracellulaire de CD3ζ. (b) Génération de cellules CR3022-CAR-NK. Les cellules 293T ont été transfectées avec SFG-CR3022-CAR pendant 48 à 72 heures pour l'empaquetage du rétrovirus CAR et transduites dans des cellules NK92MI. (c) Détermination de l'expression de CAR par cytométrie en flux. Les cellules CR3022-CAR ont été récoltées après 4 à 5 jours, puis colorées avec un domaine anti-CD56 et CAR F (ab) 2 (IgG (H + L)) pour la cytométrie en flux.
Génération de cellules CAR-NK
L'étude actuelle a utilisé des cellules NK, qu'elles ont ensuite modifiées avec une molécule CAR qui se lie spécifiquement à la protéine de pointe (S) du SARS-CoV-2. Des recherches antérieures ont montré la similitude significative entre les génomes de ce virus et le SARS-CoV antérieur, ainsi qu'un anticorps neutralisant à réaction croisée CR3022. Les chercheurs ont donc transduit le domaine scFv de l'anticorps dans un vecteur viral contenant la charnière IgG1 et d'autres parties de la molécule d'immunoglobuline. Cet anticorps CR3022 a une puissante activité de liaison contre les protéines de pointe des deux virus.
Ils ont d'abord généré l'expression de CR3022-CAR sur les cellules NK dans une lignée cellulaire NK-92 humaine en utilisant des plasmides contenant l'antigène chimérique. Après avoir trié les cellules résultantes en utilisant la cytométrie en flux, les cellules exprimant CR3022 ont été maintenues pendant 2 mois pour confirmer que CAR était exprimé de manière cohérente. Une fois que l'expression stable de CAR sur la membrane cellulaire a été établie, ils ont confirmé que le modèle d'expression des récepteurs des cellules chimériques était similaire à celui des cellules NK parentes.
Activité de liaison à la RBD et au pseudovirus
Les chercheurs ont ensuite évalué la manière dont ces cellules se liaient au domaine de liaison au récepteur (RBD) du virus. Lors de la co-incubation, ils ont constaté que, comme prévu, les cellules CR3022-CAR-NK se liaient à la protéine RBD.
Ils ont ensuite examiné l'activité de liaison des cellules CR3022-CAR-NK aux particules virales pseudotypées du SRAS-CoV-2. Ils ont découvert que tout comme la liaison de la RBD au récepteur naturel, ACE2, qui favorise l'entrée virale dans la cellule hôte, ces cellules NK chimériques se lient également aux pseudovirus. En fait, la liaison du pseudovirus à une lignée de culture cellulaire exprimant l'ACE2 humaine était plus faible que la liaison aux cellules CR3022-CAR-NK-92MI, ce qui indique une affinité plus élevée de cette lignée cellulaire pour la protéine de pointe que son récepteur ACE2 naturel.
Activation des cellules CR3022-CAR-NK par Spike RBD
Les chercheurs ont ensuite exprimé la RBD sur une lignée cellulaire exprimant le récepteur ACE2, qui a été activée après culture avec ces cellules. Ils ont ensuite examiné l'efficacité de la liaison et de l'activation des cellules CR3022-CAR-NK par ces cellules cibles. Ils ont découvert que la molécule d'activation CD107 à la surface des cellules CR3022-CAR-NK augmentait lorsqu'elle était cultivée avec les cellules exprimant ACE2 et RBD.
Les niveaux des produits d'activation TNF-alpha et perforine ont également augmenté dans ces cellules CR3022-CAR-NK-92MI après co-culture avec ces cellules 293T-hACE2 exprimant la cible RBD de pointe. Ils ont observé que les cellules CR3022-CAR-NK étaient capables de tuer les cellules infectées par le SRAS-CoV-2, soutenant cette modalité pour une utilisation clinique.
Implications
L'étude prouve que «les cellules CR3022-CAR-NK peuvent être activées par le domaine de liaison au récepteur de la protéine de pointe du SARS-CoV-2 exprimant les cellules cibles infectées et tuent spécifiquement leurs cellules cibles sensibles.» Les cellules utilisées dans l'étude ont un potentiel malin et doivent être irradiées avant utilisation chez les patients pour éviter qu'elles ne prennent racine définitivement chez le receveur. Deuxièmement, les particules naturelles de SARS-CoV-2 n'ont pas été testées et un modèle animal n'a pas été utilisé. De telles études seront nécessaires pour démontrer la pertinence de ces observations dans le cadre clinique, en montrant l'efficacité et l'innocuité des cellules CR3022-CAR-NK.
Cette étude pourrait promouvoir des études précliniques plus avancées et peut-être la production d'une gamme d'immunothérapie à base de CAR-NK prête à l'emploi universellement applicable pour le COVID-19.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas examinés par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, orienter la pratique clinique / les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
