Une nouvelle prometteuse Petites méthodes L’étude discute de la capacité des anticorps dérivés de requins à protéger contre de multiples variantes du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), ainsi que des coronavirus de chauve-souris et de pangolin étroitement apparentés, suite à une infection intranasale. Cela offre une option préventive et thérapeutique précieuse, tout en augmentant les connaissances actuelles sur les capacités d’évasion immunitaire du SRAS-CoV-2.
Étude: Une classe d’anticorps à domaine unique dérivés de requins peut largement neutraliser les coronavirus liés au SRAS et la base structurelle de la neutralisation et de l’échappement d’Omicron. Crédit d’image : ustas7777777 / Shutterstock.com
Sommaire
Introduction
Depuis la deuxième année de la pandémie en cours de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), les vaccins ont été déployés à grande échelle. Cependant, l’émergence de nombreuses variantes du SRAS-CoV-2 avec des capacités d’évasion immunitaire accrues a réduit l’efficacité de la plupart des vaccins.
Ainsi, des traitements efficaces et préventifs sont toujours nécessaires de toute urgence. De plus, la menace constante de nouvelles zoonoses signifie également souligner la nécessité de développer des agents largement protecteurs, plutôt que ceux qui sont spécifiques à une seule menace.
L’administration d’anticorps est appelée immunisation passive. Les anticorps monoclonaux, par exemple, ont été particulièrement utiles pour prévenir le développement de COVID-19 sévère, en particulier chez les populations de patients à risque telles que les personnes immunodéprimées qui ont une mauvaise réponse vaccinale, les personnes âgées et celles souffrant de maladies sous-jacentes. Cependant, le coût, les fortes doses requises et la difficulté de stockage et de transport de ces anticorps à très basse température limitent leur utilisation universelle.
Une autre option est l’utilisation de nanocorps, qui sont des anticorps à domaine unique constitués du domaine variable de la chaîne lourde des anticorps de camélidés. Notamment, les nanocorps n’ont qu’un dixième du poids moléculaire des anticorps humains à 15 kilodaltons (kD), contre 150 kD. Actuellement, les nanocorps sont étudiés pour leur utilité dans le traitement du cancer, des infections, des maladies auto-immunes et des affections inflammatoires, le premier ayant été approuvé en 2018.
Une classe apparentée d’anticorps à domaine unique est le nouveau récepteur d’antigène variable (VNAR), que l’on trouve dans les poissons cartilagineux tels que les requins et les raies. Celles-ci « vnarbodies” sont légèrement plus petits que les nanocorps à 13 kD.
Ces deux types d’anticorps à domaine unique présentent une supériorité par rapport aux autres types d’anticorps, notamment leur affinité élevée pour la cible, leurs températures de stockage accrues, leur petite taille, ce qui leur permet de se lier à des épitopes auparavant inaccessibles et des coûts de production réduits grâce à l’utilisation de non- cellules de mammifères.
Les chercheurs de l’étude actuelle se sont concentrés sur les vnarbodies dans l’espoir qu’ils seraient plus stables que les anticorps humains, car ils sont dérivés d’animaux avec une concentration élevée d’urée dans leur corps. À cette fin, des vnarbodies anti-SARS-CoV-2 ont été isolés de requins bambous inoculés avec la protéine de pointe virale et criblés pour leurs affinités de liaison picomolaires au domaine de liaison au récepteur (RBD) de la protéine de pointe SARS-CoV-2.
Les anticorps neutralisants, 20G6 et 17F6, ont ensuite été sélectionnés en raison de leur capacité de neutralisation élevée contre plusieurs variantes du SRAS-CoV-2 et de leur capacité à prévenir l’infection et les maladies graves chez les souris exposées au virus.
Étude : Une classe d’anticorps à domaine unique dérivés de requins peut largement neutraliser les coronavirus liés au SRAS et la base structurelle de la neutralisation et de l’évasion d’Omicron. Crédit d’image : Requin bambou juvénile à bandes brunes. Crédit d’image : SergeUWPhoto/Shutterstock
Résultats de l’étude
Les chercheurs ont dimérisé des vnarbodies isolés en les attachant au domaine G1 Fc de l’immunoglobuline humaine (Ig). Ces dimères se sont liés aux variantes SARS-CoV-2 Alpha, Beta, Kappa, Delta, Delta plus, Lambda, avec des affinités de liaison similaires à la variante RBD ancestrale, indiquant ainsi leur large réactivité aux différents RBD SARS-CoV-2.
Les vnarbodies ont inhibé de manière compétitive la liaison de la protéine de pointe au récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) de la cellule hôte au RBD pour toutes les variantes testées. Une étude plus approfondie a montré que le prétraitement avec le vnarbody 20G6 entraînait une liaison étroite du RBD qui empêchait la liaison de l’ACE2 humain (hACE2). C’était légèrement inférieur avec 17F6.
Les essais de neutralisation de pseudovirus exprimant toutes les variantes susmentionnées du SRAS-CoV-2 ont montré des concentrations inhibitrices demi-maximales nanomolaires (IC50). Cela a été confirmé en utilisant la souche SARS-CoV-2 originale, qui a montré une neutralisation dose-dépendante de toutes les variantes par les deux vnarbodies sous forme de monomère et de dimère, mais jusqu’à dix fois plus puissamment avec ce dernier.
Par la suite, un in vivo Une étude chez la souris a montré que l’administration intranasale prophylactique de 20G6-Fc trois heures avant l’inoculation intranasale des souches Wuhan et Beta réduisait la charge virale de 1,5 log avec la variante ancestrale. Avec la variante bêta, qui a montré une multiplication par sept des titres neutralisants avec la plupart des anticorps humains, une réduction d’environ 4,5 log de la charge virale a été observée.
Lorsque des souris infectées ont été traitées avec ces anticorps, la charge virale a été réduite de deux à trois logs. De plus, aucune perte de poids significative n’a été constatée dans le groupe traité, alors que les souris non traitées présentaient une perte de poids de 10 à 20 % au troisième jour. La pathologie pulmonaire a également été réduite, comme en témoigne l’absence de bronchopneumonie sévère et d’infiltration lymphocytaire.
Mécanisme d’inhibition
Ces vnarbodies se lient aux épitopes RBD conservés qui sont exposés dans la conformation « up » RBD. Ainsi, ces anticorps peuvent entrer en compétition avec le récepteur ACE2 pour la liaison RBD. Le complexe 20G6-RBD interagit pour former une feuille β continue, expliquant ainsi sa grande stabilité et son affinité de liaison.
17F6 et 20G6 contiennent tous deux un «motif WXGY» dans la séquence CDR3 où les RBD-vnarbodies interagissent en formant le brin β qui empêche la liaison RBD-ACE2. Il s’agit d’un mécanisme de liaison protectrice qui semble être commun aux corps des requins.
Le motif WXGY est responsable des fortes interactions de liaison RBD-vnarbody. Ce motif de liaison unique acquiert une force de liaison supplémentaire à partir d’autres acides aminés dans la même région. Ces interactions supplémentaires sont responsables des différentes activités observées entre 20G6 et 17F6.
La variante SARS-CoV-2 Omicron n’est pas neutralisée par 20G6 et les anticorps apparentés, malgré la présence de la région 365–380 hautement conservée du RBD qui agit comme épitope de liaison pour les deux vnarbodies. Cela explique la liaison et la neutralisation non seulement du SRAS-CoV-2 et de ses variantes à l’exception d’Omicron, mais aussi d’autres Sarbecovirus, y compris les coronavirus du pangolin et de la chauve-souris (CoV), mais pas le syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS)-CoV ou le SRAS-CoV .
Cela pourrait être dû à la mutation S375F sur l’Omicron RBD. Cette mutation modifie la conformation du RBD, ce qui altère la formation de la structure du brin β dans le RBD et empêche la liaison 20G6.
Conséquences
Les conclusions de ce rapport indiquent la découverte d’anticorps liés au SRAS avec une large neutralisation et un nouveau mécanisme de liaison. De plus, les anticorps 20G6 et 17F6 sont capables de neutraliser la plupart des variantes du SARS-CoV-2 à l’exception d’Omicron et de protéger contre, ainsi que de traiter l’infection intranasale par le SARS-CoV-2 invivo.
En contrant le virus au point de première entrée, les vnarbodies sont prometteurs pour leur développement potentiel en un spray nasal qui peut être utilisé pour protéger les travailleurs de première ligne et les voyageurs dans les zones à haut risque. En plus de leurs faibles coûts de fabrication et de leur stabilité thermique, ces anticorps pourraient être potentiellement utiles dans la pandémie actuelle et d’autres épidémies futures.
De plus, ces vnarbodies semblent être largement neutralisants contre une gamme de Sarbecovirus. L’épitope est masqué, sauf dans la conformation «up», et ne chevauche pas la liaison ACE2-RBD. Contrairement à d’autres épitopes de classe 4 comme CR3022, les vnarbodies discutés dans cette étude ont de fortes capacités de neutralisation en raison de leur encombrement stérique avec une fraction sucre sur ACE2, empêchant ainsi leur liaison.
Les caractéristiques d’évasion immunitaire sans précédent de la variante SARS-CoV-2 Omicron défient également ces vnarbodies, comme avec presque tous les anticorps neutralisants humains signalés à ce jour. Cela est dû à la présence de la mutation RBD S375F qui perturbe la structure en feuillet β du RBD.
Actuellement, les chercheurs travaillent à élargir l’action de cette classe de molécules par des techniques de maturation par affinité. La possibilité d’immunogénicité est faible en raison de la structure partagée de l’immunoglobuline des chaînes lourdes et légères variables des anticorps humains avec les vnarbodies. De futurs corps intranasaux ou topiques humanisés pourraient être capables d’éviter ce risque.
