Dans cette interview,Ma Cliniqueparle au Dr David Brody de ses dernières recherches qui impliquaient la découverte de nanobodies produites par des lamas qui pourraient aider à combattre le coronavirus.
Sommaire
Qu’est-ce qui a provoqué vos recherches sur la pandémie COVID-19 en cours?
Nous sommes des neuroscientifiques, donc c’était un peu un changement de direction! Pendant plusieurs années, TJ et moi avions testé comment utiliser des nanocorps pour améliorer l’imagerie cérébrale. Lorsque la pandémie a éclaté, nous avons pensé qu’il s’agissait d’une situation unique dans la vie et nous avons rejoint le combat.
Les laboratoires ont tous été fermés en avril et nous avons pensé que nous préférerions de loin travailler sur COVID-19 plutôt que de rester à la maison.
Le virus du SRAS-CoV-2 se lie au récepteur ACE2. Crédit d’image: Kateryna Kon / Shutterstock.com
Que sont les «nanocorps» et en quoi diffèrent-ils des anticorps ordinaires?
Les nanocorps sont dérivés d’un type spécial d’anticorps naturellement produits par le système immunitaire des camélidés, c’est-à-dire les chameaux, les lamas et les alpagas. La plupart des anticorps sont constitués de 4 protéines liées entre elles: deux chaînes lourdes et deux chaînes légères.
Les camélidés fabriquent des anticorps spéciaux fabriqués à partir de seulement 2 protéines: 2 chaînes lourdes. Les nanocorps sont créés en laboratoire en isolant uniquement les extrémités des chaînes lourdes, là où se produit la liaison. En moyenne, ces protéines nanocorps pèsent environ un dixième du poids d’un anticorps humain typique.
Parce que les nanocorps sont plus stables, moins coûteux à produire et plus faciles à concevoir que les anticorps classiques, un nombre croissant de chercheurs, y compris notre groupe, les utilisent pour la recherche médicale. Par exemple, il y a quelques années, des scientifiques ont montré que les nanocorps humanisés pouvaient être plus efficaces pour traiter une forme auto-immune de purpura thrombocytopénique thrombotique, un trouble rare de la coagulation par transfert, que les thérapies actuelles.
L’une des choses intéressantes à propos des nanocorps est que, contrairement à la plupart des anticorps classiques, ils peuvent être aérosolisés et inhalés pour recouvrir les poumons et les voies respiratoires. Nous pensons que cela pourrait être particulièrement bénéfique pour empêcher la transmission du COVID-19 dans l’air.
Pouvez-vous décrire comment vous avez mené vos recherches sur les anticorps COVID-19?
Nous avons immunisé un lama, nommé Cormac, cinq fois en 28 jours avec une version purifiée de la protéine de pointe SARS-CoV-2. Ensuite, nous avons isolé l’ADN qui comprend les instructions pour fabriquer des anticorps à partir du sang de Cormac. (Soit dit en passant, Cormac vit dans une belle ferme dans l’est de l’État de Washington avec pas mal d’autres lamas. Il a un cathéter dans l’une de ses veines pour que les gens puissent puiser son sang sans lui piquer avec des aiguilles).
De retour dans le laboratoire ici à Bethesda, nous avons testé des centaines de nanocorps et découvert que Cormac produisait 13 nanobodies qui pourraient être de bons candidats. Nous avons sélectionné des nanocorps qui pourraient bloquer l’attachement de la protéine de pointe du SRAS-CoV2 au récepteur ACE2 humain.
Le virus pénètre à l’intérieur du corps humain en se liant au récepteur ACE2 sur la surface externe des cellules humaines, donc bloquer cette fixation était une cible logique.
Qu’avez-vous découvert?
Nous avons découvert qu’un nanocorps candidat, appelé NIH-CoVnb-112, se liait très étroitement à la partie de la protéine de pointe SARS-CoV2 responsable de l’interaction avec le récepteur ACE2.
Nous avons ensuite montré que le nanocorps NIH-CoVnB-112 pouvait être efficace pour prévenir les infections dans une boîte de Pétri. Pour imiter le virus COVID-19, nos collaborateurs en Caroline du Nord ont muté génétiquement un «pseudovirus» inoffensif afin qu’il puisse utiliser la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 pour infecter les cellules qui produisent le récepteur ACE2 humain. Ils ont découvert que des niveaux relativement faibles de nanocorps NIH-CoVnb-112 empêchaient le pseudovirus d’infecter ces cellules dans des boîtes de Pétri.
Surtout, en équipe, nous avons montré que le nanocorps était tout aussi efficace pour prévenir les infections dans les boîtes de Pétri après avoir été pulvérisé à travers le type de nébuliseur que les patients pourraient utiliser.
Quelle a été l’efficacité de ces nanocorps dans la lutte contre le coronavirus?
Nous ne savons pas quelle sera l’efficacité des nanocorps dans la lutte contre le coronavirus. Il y a encore beaucoup de travail à faire avant d’avoir les réponses.
Quels sont les avantages de l’utilisation de nanocorps par rapport aux anticorps typiques?
Les nanocorps présentent de nombreux avantages.
- Les nanobodies sont très stables. Nous pouvons les conserver à température ambiante pendant une longue période, ils résistent à la chaleur et au froid extrêmes, et ils peuvent être séchés en poudre pour être stockés puis reconstitués avec de l’eau si nécessaire. Il est beaucoup plus délicat de manipuler et de stocker les anticorps typiques.
- Les nanocorps sont moins chers à produire. Ils peuvent être fabriqués dans des bactéries ou des levures, ce qui est beaucoup plus facile que les cellules de mammifères utilisées pour produire des anticorps réguliers.
- Les nanocorps sont plus faciles à concevoir que les anticorps classiques. Ils sont plus petits et fabriqués à partir d’une seule protéine au lieu de 2.
- Les nanocorps peuvent être aérosolisés et inhalés pour recouvrir les poumons et les voies respiratoires. Cela ne fonctionne généralement pas bien pour les anticorps typiques.
- Les nanocorps n’activent généralement pas le système immunitaire humain. Cela peut être un avantage ou un inconvénient selon que l’on souhaite activer le système immunitaire ou non.
Nanobody. Crédit d’image: StudioMolekuul / Shutterstock.com
Pensez-vous qu’avec de nouvelles recherches, ces nanocorps pourraient potentiellement être utilisés pour lutter contre la pandémie de coronavirus?
Nous pensons qu’avec de nouvelles recherches, les nanocorps pourraient potentiellement être utilisés pour lutter contre la pandémie de coronavirus de plusieurs manières:
- Les personnes qui se trouvent dans une situation à haut risque pourraient utiliser un nébuliseur à la maison pour enduire leurs voies respiratoires et leurs poumons d’une couche protectrice de nanocorps.
- Les personnes qui ont été exposées à une personne atteinte du COVID-19 pourraient commencer à se soigner à la maison pour réduire les risques de tomber malades
- Les personnes atteintes de COVID-19 pourraient enduire leurs voies respiratoires et leurs poumons de nanocorps pour réduire la transmission du virus actif aux autres autour d’elles. On s’attend à ce qu’un virus auquel des nanocorps soient collés soit moins infectieux qu’un virus nu.
- Les nanocorps pourraient être utilisés pour pulvériser des surfaces environnementales, fournissant une couche qui neutralisera le virus actif qui atterrit sur les surfaces.
- Les nanocorps pourraient être utilisés pour des capteurs environnementaux pour détecter le virus dans l’atmosphère, dans les fluides ou sur les surfaces.
- Les nanocorps pourraient être utilisés pour fabriquer des kits de test très peu coûteux qui sont stables à des températures extrêmes.
Quelles sont les prochaines étapes de votre recherche?
Plusieurs prochaines étapes importantes sont en cours:
- Test des nanocorps dans des modèles animaux d’infection au COVID-19.
- Augmenter la production pour fabriquer suffisamment de nanocorps de haute qualité pour des études plus importantes
- Test pour voir si les nanocorps bloqueront les nouvelles variantes du virus.
Où les lecteurs peuvent-ils trouver plus d’informations?
Nous encourageons vivement chacun à lire le document original. Il est important que le public comprenne les données et soit bien informé sur ce sujet.
Pour cette raison, nous l’avons publié dans une revue intitulée Scientific Reports qui est accessible à tous dans le monde ayant accès à Internet et nous avons rédigé l’article d’une manière que nous espérons relativement facile à comprendre.
Voici le lien:
https://www.nature.com/articles/s41598-020-79036-0
Plusieurs autres groupes à travers le monde travaillent également sur les nanocorps.
Voici un lien vers une nouvelle de l’automne dernier:
https://www.nature.com/articles/d41586-020-02965-3
Une société en Chine appelée Shanghai Novamab a déjà augmenté la production de sa nanocorps.
https://www.researchgate.net/publication/343580508_A_potent_neutralizing_nanobody_against_SARS-CoV-2_with_inhaled_delivery_potential
À propos du Dr David Brody
David L. Brody, MD, Ph.D., est le directeur du Center for Neuroscience and Regenerative Medicine (CNRM) et professeur de neurologie à l’Uniformed Services University of the Health Sciences (USU) à Bethesda, Maryland. Il est un neurologue certifié avec une spécialisation en recherche et en clinique dans les lésions cérébrales traumatiques (TCC) et les maladies neurodégénératives. Ses recherches se concentrent sur l’accélération de meilleurs résultats pour les patients TBI militaires américains.
Avant d’occuper son poste actuel, le Dr Brody était professeur Norman J. Stupp de neurologie à la faculté de médecine de l’Université de Washington à St. Louis, Missouri. Le Dr Brody était également le directeur du site de l’Université de Washington pour la Fondation des soins neurologiques de la National Football League. Il a développé et authentifié des technologies d’imagerie avancées pour détecter les lésions de la substance blanche du cerveau et a montré, pour la première fois, comment prédire la fonction neurologique en mesurant l’amyloïde, une protéine anormale dans le cerveau. Il a également aidé à découvrir que l’imagerie par tenseur de diffusion, une technique avancée d’imagerie par résonance magnétique, peut révéler des dommages liés à l’explosion.
Le Dr Brody dirigeait auparavant une équipe qui travaillait en partenariat avec des chercheurs du département américain de la Défense (DoD) au Landstuhl Regional Medical Center en Allemagne et sur deux sites en Afghanistan, traitant le personnel militaire américain atteint de TBI.
En 2011, il a été consultant auprès du conseiller médical du président du Joint Chiefs of Staff. Il s’est rendu en Afghanistan à la demande de l’amiral Michael Mullen, alors JCS, avec «l’équipe grise», un groupe d’experts civils et militaires évaluant le statut des TCC dans les troupes dans la zone de combat. Ses réalisations ont été récompensées par plusieurs prix, notamment un prix de développement de carrière de l’Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux, et un prix de carrière Burroughs Wellcome en sciences biomédicales.
Le Dr Brody est membre du comité de rédaction du Journal of Neurotrauma et Acta Neuropathologica et membre permanent de la section d’étude des lésions neuronales aiguës et de l’épilepsie de l’Institut national de la santé. Sa monographie clinique intitulée «Concussion Care Manual: A Practical Guide» a été publiée par Oxford University Press en 2014.
Le Dr Brody a obtenu un BA en sciences biologiques de l’Université de Stanford et son doctorat en médecine et son doctorat. de l’École de médecine de l’Université Johns Hopkins. Il a terminé sa résidence en neurologie à l’Université de Washington à St. Louis.
