La pandémie de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) a été causée par un virus à ARN appelé coronavirus-2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) appartenant à la famille des Coronaviridae. Ce virus est extrêmement contagieux et, à ce jour, il a fait plus de 4,9 millions de morts dans le monde. Les scientifiques ont déclaré que la vaccination rapide de la population mondiale est le seul moyen efficace de contenir la pandémie de COVID-19.
Étude : Production à base de plantes d’antigènes du SRAS-CoV-2 à utiliser dans un vaccin sous-unitaire. Crédit d’image : Kateryna Kon/Shutterstock
Sommaire
À base de plantes recombinante pla protéine pplateformes et COVID-19
L’émergence continue de variantes du SRAS-CoV-2 en raison de mutations a constitué une menace pour l’efficacité des vaccins disponibles conçus sur la base de la souche originale du SRAS-CoV-2. Ces variants sont plus infectieux et virulents que la souche d’origine et ont été classés comme variants d’intérêt (VOI) ou variants préoccupants (VOC). Par conséquent, il existe un besoin urgent de nouveaux vaccins hautement efficaces contre les variantes du SRAS-CoV-2.
Les scientifiques se sont récemment concentrés sur le développement de plateformes de protéines recombinantes à base de plantes. La production de protéines recombinantes étant simple, économique, hautement évolutive et facilement modifiable en fonction des séquences virales circulantes, celles-ci pourraient constituer une véritable alternative à la production de protéines conventionnelle. Bien que les glycoprotéines virales soient extrêmement difficiles à produire dans les plantes, des chercheurs ont récemment réussi cet exploit. Cette étude est disponible sur le bioRxiv* serveur de préimpression.
Développement de pSARS-CoV-2 basé sur lant uneantigènes
Les chercheurs ont produit avec succès une protéine glycosylée SARS-CoV-2 Spike RBD (domaine de liaison au récepteur) de type sauvage exprimée par les plantes. Cette protéine est reconnue par les anticorps anti-RBD. Fait intéressant, une liaison de haute affinité entre la protéine végétale Spike RBD et le récepteur ACE2 (enzyme de conversion de l’angiotensine 2) de l’hôte a été rapportée.
Dans cette étude, une séquence RBD optimisée pour les codons correspondant à la souche originale du SRAS-CoV-2 a été clonée à l’aide du squelette du vecteur pHREAC, qui est une plate-forme d’expression spécifique à la plante. La séquence RBD a été flanquée du côté N-terminal via un peptide signal de ciblage du réticulum endoplasmique obtenu à partir de Nicotiana tabacum PR-1a signal peptide et du côté C-terminal par une étiquette d’affinité en tandem composée d’une étiquette 8xHis et d’une étiquette Twin-Strep. Les balises à double affinité ont été séparées par un linker glycine-sérine, flanqué d’un site de clivage de la thrombine (LVPRGS) placé directement en amont des balises d’affinité, et un signal de rétention ER (KDEL) a été positionné en aval et adjacent à deux codons stop en tandem.
Sur la base d’études antérieures sur les expressions de protéines d’origine végétale, les chercheurs ont démontré l’expression d’une protéine mimétique de Spike trimérique dans Nicotiana benthamiana co-exprimée en présence et en l’absence de calréticuline humaine. Par rapport à l’absence de calréticuline, les chercheurs ont découvert que la co-infiltration avec la calréticuline influençait une élévation significative des niveaux d’expression de RBD. Dans cette étude, tous les échantillons RBD avaient montré une seule bande qui se déplaçait légèrement au-dessus du poids moléculaire attendu de 31,3 kDa, et légèrement au-dessus d’un contrôle RBD exprimé par les mammifères.
Initialement, la protéine a été partiellement purifiée à l’aide de la colonne Ni-NTA et les fractions ont été analysées à l’aide d’une analyse par immunoblot. Ces protéines éluées ont confirmé que la protéine RBD produite par la plante était glycosylée. Les chercheurs ont évalué la fonction et le repliement du RBD produit dans N. benthamiana. Le repliement correct de l’antigène RBD est crucial pour son interaction avec le récepteur ACE2 humain. Cela garantira le développement d’anticorps capables de neutraliser la souche et les variantes originales du SRAS-CoV-2.
Les auteurs de la présente étude ont révélé que le RBD à base de plantes préserve un pliage et une fonctionnalité appropriés similaires au RBD produit par les mammifères. Ceci a été déterminé en étudiant l’affinité de liaison de la protéine au récepteur de la cellule hôte ACE2, la reconnaissance par l’anticorps monoclonal CR3022 dépendant de la conformation et les anticorps polyclonaux provenant du sérum d’individus infectés par le SRAS-CoV2.
Cette étude a rapporté que les IgM, IgA pouvaient facilement reconnaître les protéines végétales et les anticorps IgG isolés d’individus convalescents et vaccinés naturellement infectés. Cependant, par rapport au RBD exprimé par les mammifères, le RBD produit par les plantes a montré une affinité de liaison réduite avec les anticorps IgM et IgA mais pas avec les anticorps IgG. De plus, la présente étude a révélé que la protéine recombinante d’origine végétale nouvellement développée récapitule étroitement les caractéristiques antigéniques et biochimiques du RBD produit dans les cellules humaines. Il s’agit d’une caractéristique cruciale pour un antigène vaccinal humain à base de plantes.
Avantage d’un pà base de lant masal vaccine
La plupart des vaccins COVID-19 disponibles sont basés sur des systèmes d’administration intramusculaire. Ce système nécessite un personnel qualifié pour fonctionner, dont une carence a ralenti le processus de vaccination dans certains pays à faible revenu. Les scientifiques pensent que le développement d’un vaccin sous-unitaire par pulvérisation nasale pourrait être extrêmement bénéfique. Ce système de vaccination pourrait augmenter l’immunité des muqueuses contre les variantes du SRAS-CoV-2 et aider à réduire le taux d’hésitation à la vaccination, car il offrirait aux personnes phobiques des aiguilles d’autres options de vaccination.
Conclusion
La présente étude a révélé que la liaison de RBD au récepteur ACE2 était efficacement neutralisée par des anticorps obtenus à partir de sérums d’individus récupérés du SRAS-CoV-2 et partiellement et entièrement vaccinés. Par conséquent, sur la base de toutes les expériences, les auteurs ont suggéré que le RBD recombinant produit via des plantes contient des caractéristiques biochimiques et antigéniques pertinentes et pourrait être utilisé dans une plate-forme de vaccin sous-unitaire.
*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.
