Des anticorps à réaction croisée large qui protègent des variants du SRAS-CoV-2 sont révélés par une découverte axée sur les points froids du virus

Une étude récente publiée sur bioRxiv* anticorps neutralisants identifiés (nAbs) contre les épitopes conservés du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2).

Arrière plan

La plupart des attrapes contre le SRAS-CoV-2 ciblent les domaines N-terminal (NTD) et de liaison au récepteur (RBD) de la protéine de pointe. Néanmoins, les changements dans les séquences d’acides aminés (AA) dans le NTD et le RBD dus à des mutations diminuent l’efficacité des anticorps monoclonaux (mAbs) et des vaccins. Par conséquent, il existe un besoin de stratégies et d’interventions innovantes qui restent efficaces malgré l’évolution virale.

L’étude et les conclusions

Dans la présente étude, les chercheurs ont tiré parti d’une approche de découverte d’anticorps guidée par les points froids pour identifier les attrapes contre des épitopes viraux conservés. Ils ont émis l’hypothèse que certaines régions de pointe pourraient être sous pression sélective pour conserver les séquences AA pour l’intégrité structurelle et fonctionnelle. Plus de 10,4 millions de séquences SARS-CoV-2 obtenues à partir du référentiel de l’Initiative mondiale pour le partage des données sur la grippe aviaire (GISAID) ont été analysées pour tester cela.

L’équipe a identifié 15 points froids, des séquences AA de plus de 17 résidus avec une fréquence de substitution inférieure à 0,1 %. Un point froid englobait le site de clivage S2′ et une partie du peptide de fusion (FP), le substrat de la cathepsine et de la protéase transmembranaire, la sérine 2 (TMPRSS2). Un autre point froid était à l’hélice de la tige précédant la répétition heptadique 2 (HR2). Trois points froids couvraient le sous-domaine de pointe 1 (SD1). Les points froids HR2 et FP étaient inchangés dans les variantes préoccupantes du SRAS-CoV-2 (COV).

Le dosage immuno-enzymatique (ELISA) d’échantillons de plasma provenant de personnes convalescentes atteintes de la maladie CoV 2019 (COVID-19) a identifié des anticorps élevés d’immunoglobuline G (IgG) contre FP et HR2. En revanche, de faibles niveaux d’IgG ont été observés dans le plasma des témoins naïfs au COVID-19, de la plupart des individus vaccinés au COVID-19 et des échantillons pré-COVID-19 après une infection par des CoV du rhume. Les lymphocytes B spécifiques de FP et HR2 ont été isolés par cytométrie en flux chez des sujets présentant des taux élevés d’IgG.

Cinquante-cinq et 100 paires de séquences de chaînes lourdes et légères d’IgG ont été obtenues, et 29 mAbs (11 contre FP et 18 contre HR2) ont été produits par recombinaison. Dix anticorps anti-FP liés au FP avec une concentration efficace demi-maximale (EC₅₀) des valeurs allant de 25 ng/ml à 119 ng/ml. Leur CE₅₀ les valeurs étaient plus de quatre fois plus élevées par rapport au pic. Tous les anticorps anti-HR2 liés au HR2 avec un EC similaire₅₀ (jusqu’à 117 ng/ml), avec une EC 1,3 fois plus élevée₅₀ valeurs contre le pic.

La plupart des anticorps FP pouvaient reconnaître les CoV des genres alpha, bêta, gamma et delta, y compris tous les CoV humains, tandis que certains anticorps HR2 réagissaient de manière croisée avec les alpha, bêta et gamma-CoV. Dans un test de neutralisation du pseudovirus SARS-CoV-2, la concentration inhibitrice demi-maximale (IC₅₀) les valeurs de fp.006 et hr2.016, les anticorps les plus puissants, étaient de 737 ng/ml et 10 ng/ml, respectivement.

De plus, certains anticorps HR2 et FP neutralisaient efficacement les pseudovirus SARS-CoV-2 VOC, y compris Omicron, et protégeaient même les souris contre la provocation ancestrale SARS-CoV-2/Omicron. La liaison de fp.006 à la protéine de pointe exprimée à la surface cellulaire a augmenté lors de la fixation de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2). L’ajout d’ACE2 soluble a eu un effet synergique sur le pouvoir neutralisant de fp.006. Ainsi, ACE2 peut provoquer des changements de conformation dans la pointe, exposant l’épitope FP et favorisant la neutralisation.

De même, la fixation ACE2 a amélioré la liaison des anticorps hr2.016 et hr2.023 aux protéines de pointe ancestrales et Omicron, mais n’a pas affecté la liaison fp.007. Cela impliquait que les anticorps de type fp.007 ne nécessitent pas de changements conformationnels induits par ACE2 pour une reconnaissance optimale de la FP. En outre, 25 mAb anti-SD1 ont été clonés et synthétisés. ELISA a confirmé la liaison de ces mAbs à SD1, 16 étant spécifiques de SD1. Six anticorps SD1 ont réagi de manière croisée avec SD1-RBD de tous les COV du SRAS-CoV-2.

Le test de pseudovirus a identifié sd1.040 comme l’anticorps SD1 le plus puissant et le plus réactif de manière croisée. sd1.040 n’a pas réussi à empêcher la liaison de spike-ACE2 dans ELISA, ce qui suggère que la neutralisation n’implique pas d’inhibition de la liaison au récepteur. Les chercheurs ont mesuré la liaison de fp.006 à la pointe par cytométrie en flux, dans laquelle la fixation de l’ACE2 augmente la liaison de fp.006 à la pointe, qui a été inhibée par l’ajout de sd1.040. Cela suggère que sd1.040 pourrait interférer avec les changements conformationnels du pic en aval de l’attachement ACE2.

Enfin, sur la base des effets synergiques des anticorps sd1.040 et rbd.042 contre les COV du SRAS-CoV-2, les chercheurs ont développé un anticorps bispécifique (bsAb), à savoir le CoV-X4042, qui a intégré les fragments sd1.040 et rbd.042. Les deux bras de ce bsAb pourraient engager simultanément la même molécule SD1-RBD. Le bsAb CoV-X4042 a montré une synergie significative dans la neutralisation des pseudovirus COV. En outre, les souris traitées avec le CoV-X4042 ont été protégées contre le SARS-CoV-2 ancestral et le challenge Omicron.

conclusion

Les chercheurs ont découvert des anticorps contre les régions HR2, FP et SD1 du pic SARS-CoV-2. Notamment, les anticorps FP et HR2 ont été détectés chez les convalescents et les receveurs de vaccins à virus inactivés, mais pas chez ceux vaccinés avec le vaccin à ARNm ou à vecteur adénoviral. Cela impliquait que tous les vaccins ne pouvaient pas déclencher des anticorps contre ces épitopes neutralisants hautement conservés. Ensemble, la découverte guidée par les points froids d’anticorps chez les personnes convalescentes COVID-19 a révélé des attrapes qui réagissaient largement de manière croisée avec les COV du SRAS-CoV-2 et d’autres CoV.

*Avis important

bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies