Des scientifiques du monde entier s’efforcent de comprendre les divers aspects du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), de ses mécanismes d’infection à ses engagements moléculaires. Une connaissance approfondie de la dynamique virologique du SRAS-CoV-2 sera cruciale pour développer des vaccins et des thérapies efficaces pour lutter à long terme contre la pandémie actuelle de la maladie à coronavirus (COVID-19).
La première étape par laquelle le SRAS-CoV-2 infecte son hôte consiste à établir une interaction entre le domaine de liaison au récepteur (RBD), présent sur la protéine Spike (S) du virus, et le récepteur humain, à savoir la conversion de l’angiotensine. enzyme 2 (ACE2). Plusieurs anticorps neutralisants ciblent cet événement, de sorte que le RBD ne peut pas interagir avec l’ACE2. Cependant, les mutations qui se sont produites sur ces sites peuvent menacer les vaccins et les thérapies actuels qui ont visé ces sites antigéniques.
À l’heure actuelle, la souche SARS-CoV-2 Delta est la souche dominante circulant dans le monde, possédant à la fois les mutations observées dans les variantes britannique et sud-africaine. La mesure dans laquelle cette variante a contesté les vaccins disponibles n’est pas encore claire. Le temps considérable perdu entre une épidémie causée par de nouveaux mutants et le développement de vaccins/anticorps monoclonaux (mAbs) contre ces mutants montre l’importance d’identifier de nouveaux anticorps avec une large réactivité.
Sommaire
Que sont les nanocorps ?
Typiquement, les anticorps contiennent deux chaînes lourdes et deux chaînes légères qui sont jointes pour former une structure en forme de « Y ». La région variable des anticorps à chaîne lourde est connue sous le nom de nanocorps en raison de leur petite taille, c’est-à-dire ~ 14 kDa. Ces petites structures à chaîne unique peuvent cibler des antigènes, tels que la protéine SARS-CoV-2 S, avec une sélectivité et une affinité comparables aux anticorps conventionnels. En raison de leur petite taille, les nanocorps sont extrêmement stables et peuvent être facilement synthétisés en grandes quantités à l’aide de microbes, de manière rentable.
Comme elles se prêtent à l’ingénierie des protéines, par exemple à la fusion sous diverses formes, la structure nouvellement modifiée peut posséder une affinité de liaison bien améliorée et une activité neutralisante élevée. Les ingénieurs en protéines peuvent facilement fusionner des nanocorps qui reconnaissent des épitopes non concurrents pour produire des nanocorps biparatopiques qui ont fait preuve d’une grande tolérance pour échapper aux souches mutantes. Une autre propriété intéressante des nobodies est qu’ils sont thermostables.
Ce caractère augmente leur possibilité d’être utilisés comme médicaments par inhalation pour les maladies respiratoires. De plus, les nanobodies possèdent d’autres avantages utiles, c’est-à-dire qu’ils offrent un stockage et un transport sans tracas. Récemment, plusieurs nanocorps neutralisants contre le SARS-CoV-2 ont été signalés.
Il existe de nombreuses similitudes et différences entre les anticorps et les nanocorps. Outre la différence de leurs tailles, ils ont des modes d’action différents. Par exemple, la taille minuscule des nanocorps permet une liaison plus efficace aux surfaces des récepteurs, qui pourraient ne pas être accessibles pour les anticorps conventionnels. De plus, à l’instar de plusieurs anticorps conventionnels, les nanocorps peuvent perturber la liaison post-trimère S.
Isolement et caractérisation des nanocorps contre les variantes du SARS-CoV-2
Une nouvelle étude a été publiée sur le bioRxiv* serveur de préimpression, qui a identifié et caractérisé deux nanocorps neutralisants ciblant RBD, à savoir, DL4 et DL28. Ces nanocorps ont été isolés d’alpaga immunisé, un camélidé d’Amérique du Sud. Cette étude a révélé que les anticorps RBM ont tendance à échapper aux mutants et a découvert des nanocorps qui peuvent être utilisés pour développer des thérapies puissantes contre les variantes du SRAS-CoV-2.
Un test d’interférométrie en biocouche a révélé que DL4 et DL28 se lient fermement à la protéine S au niveau du motif de liaison au récepteur (RBM) du RBD avec des affinités sous-picomolaires. Cela indiquait que les nanobodies pouvaient se lier à des antigènes avec une affinité élevée, ce qui est comparable à Fab (presque quatre fois plus grande en taille). DL4 s’est avéré neutraliser la souche Alpha. Cependant, une telle activité n’a pas été observée contre la variante bêta. DL28 pourrait neutraliser à la fois les variantes Alpha et Beta.
Les mécanismes neutralisants de DL4 et DL28 sont différents. Dans le cas de DL28, il identifie RBD dans une région adjacente à RBM, déforme le RBM et réduit la liaison ACE2. L’étude du mécanisme de DL28 a montré que l’affinité des nanocorps dépend de leur forme, c’est-à-dire qu’une forte affinité est observée lorsque la forme du nanocorps est complémentaire de l’antigène.
Même si, typiquement, l’avidité est connue pour augmenter la puissance en améliorant l’affinité de liaison, dans le cas de DL4 et DL28, une faible avidité ne limite pas l’affinité de liaison. Ceci est dû à la fusion avec Fc, qui pourrait avoir initié un encombrement stérique supplémentaire pour bloquer la liaison RBD-ACE2. Ainsi, une excellente cinétique de liaison de ces nanocorps a été observée.
De plus, un in vivo Une expérience issue de recherches antérieures a révélé que la fusion de Fc augmente la puissance des nanocorps en prolongeant la demi-vie sérique de plusieurs minutes à plusieurs jours. Malgré une cinétique de liaison comparable, le DL28 avait montré une activité neutralisante moins importante (~ 5 fois) que le DL4.
Développement de nanocorps biparatopiques
Les auteurs de l’étude ont expliqué plus en détail la production de nanocorps biparatopiques. Le mécanisme principal derrière les nanocorps biparatopiques est que l’épitope de DL28 chevauche légèrement le RBM de sorte que DL28 peut se lier au RBD en présence d’autres nanocorps ciblant RBM et d’anticorps monoclonaux humains.
Par conséquent, un tel appariement offre le développement de nanocorps biparatopiques, qui ont une tolérance supérieure pour échapper aux mutants. La présente recherche a ouvert de nouvelles voies pour le développement de nanocorps thérapeutiques contre le SARS-CoV-2.
*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, orienter la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.
