Un article récent publié sur bioRxiv* Le serveur de préimpression a présenté une construction de vaccin contre le coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère multi-épitope sûr et efficace contre les variantes du SRAS-CoV-2, y compris Omicron.
Sommaire
Contexte
La nouvelle variante du SRAS-CoV-2, Omicron (B.1.1.529/BA.1), a été rapidement proclamée variante préoccupante (VOC) après avoir été découverte en Afrique du Sud fin 2021. Cela était dû à son potentiel de infecter de nombreuses personnes à travers le monde. Omicron a environ 37 mutations dans sa protéine de pointe (S) qui sont responsables de sa transmissibilité élevée et de sa capacité d’évasion immunitaire par rapport à l’ancien VOC dominant mondial SARS-CoV-2 Delta.
De plus, l’émergence récente et la transmission rapide de la sous-lignée Omicron BA.2 pourraient constituer une nouvelle menace pour la santé publique. Les vaccins existants contre la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) n’ont qu’une efficacité limitée contre le SARS-CoV-2 Omicron VOC. En conséquence, il existe un besoin urgent de vaccinations de rappel efficaces contre Omicron pour arrêter la propagation du SRAS-CoV-2.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé les souches mutantes de la protéine SARS-CoV-2 S pour identifier le groupe induisant l’interféron-γ (IFNγ) de différenciation 4+ (CD4+) et les épitopes immunogènes des cellules T CD8+ pour concevoir un COVID multi-épitope -19 vaccin efficace contre les variants viraux circulants, dont Omicron.
Les auteurs ont sélectionné des épitopes de cellules T CD4 + et CD8 + avec une affinité de liaison robuste pour les molécules du complexe majeur d’histocompatibilité II (MHC II) et du CMH I à l’aide de la base de données d’épitopes immunitaires (IEDB). Les auteurs ont tenté de maximiser pleinement la qualité et l’efficacité du vaccin candidat en incorporant des déterminants cliniques supplémentaires tels que l’instabilité, l’immunogénicité, la couverture de la population, l’allergénicité, la toxicité et l’antigénicité.
Après avoir prédit les épitopes des lymphocytes T CD8+ et CD4+, les chercheurs ont découvert les neuf à 10 principaux épitopes CD8 immunogènes longs d’acides aminés (aa) dans les épitopes CD4 longs de 15 aa producteurs d’IFNγ qui pourraient être exploités pour déclencher une immunité robuste et à long terme contre Omicron . PCOptim, un logiciel précédemment établi par les auteurs, a été utilisé pour vérifier davantage les épitopes CD8.
Les structures tridimensionnelles (3D) des épitopes CD8 supérieurs ont ensuite été modélisées avec les allèles correspondants de l’antigène leucocytaire humain (HLA) pour interroger le contact de liaison entre le récepteur des cellules peptide-MHC-T (TCR) et les complexes peptide-MHC. Les chercheurs ont estimé l’affinité de liaison des épitopes CD8 actuellement découverts aux allèles du CMH murin pour évaluer l’immunogénicité et l’efficacité des candidats vaccins COVID-19 dans les essais précliniques.
Résultats
Les résultats de l’étude ont illustré 11 épitopes de lymphocytes T CD4+ et huit CD8+ spécifiques à Omicron, représentant une couverture de la population mondiale de 97,46 % et 76,16 %, respectivement. Les auteurs ont décrit des épitopes identiques, tels que D614G, G142D et T478K, parmi les COV Omicron et Delta co-circulant (B.1.617.2).
Sur les 25 épitopes de lymphocytes T CD8+ partagés parmi les variantes SARS-CoV-2 Omicron BA.1, Alpha, Beta, Gamma, Delta, Cluster 5 mink et United States (US), les scientifiques ont découvert 12 épitopes qui pourraient être utilisés pour établir un vaccin multi-épitope SARS-CoV-2 ciblant simultanément différentes variantes virales. Les 13 épitopes restants n’ont présenté aucun épitope spécifique d’Omicron.
Parmi les 25 épitopes de lymphocytes T CD8+ immunogènes spécifiques de BA.1, huit épitopes étaient non toxiques, antigéniques et non allergènes, bien qu’ils soient instables in vivo. Les auteurs ont également trouvé trois épitopes de lymphocytes T CD8+ immunogènes spécifiques à BA.2, qui étaient non toxiques, stables, non allergiques et antigéniques. Les chercheurs ont découvert l’épitope partagé des cellules T CD8 +, KSHRRARSV, ciblant des mutations vitales pour la virulence du SRAS-CoV-2 entre les lignées Omicron BA.2 et BA.1 au site de clivage de la furine.
Sept épitopes de lymphocytes T CD4+ partagés parmi les variantes Omicron BA.1, Alpha, Beta, Gamma, Delta, Cluster 5 mink et US ont été trouvés. De plus, 11 épitopes de lymphocytes T CD4+ spécifiques à BA.1 qui étaient stables in vivo ont été découverts. Huit épitopes de lymphocytes T CD4+ partagés entre les deux sous-lignées Omicron ont été trouvés. De plus, la sous-lignée Omicron BA.2 partageait les épitopes des lymphocytes T CD4+ et CD8+ avec les variantes SARS-CoV-2 Alpha, Beta, Gamma, Delta, Cluster 5 mink et US.
Trois épitopes de lymphocytes T CD4+ de pointe, à savoir SVLYNLAPFFTFKCY, VLYNLAPFFFTKCYG et KSHRRARSVASQSII, se sont avérés chevaucher les épitopes de lymphocytes T CD8+ supérieurs. Ces épitopes de lymphocytes T CD4+ étaient non toxiques, non allergènes, inducteurs d’IFNγ et antigéniques. De plus, l’épitope des lymphocytes T CD4+ KSHRRARSVASQSII chevauchait l’épitope des lymphocytes T CD8+ KSHRRARSV, qui était commun aux sous-lignées BA.2 et BA.1.
La restriction du CMH murin a révélé sept épitopes de lymphocytes T S CD8+ partagés entre les variants SARS-CoV-2 analysés, quatre épitopes de lymphocytes T S CD8+ spécifiques à BA.1 et un épitope de lymphocytes T TPINLGRDL CD8+ spécifique à BA.2.
Alors que les 12 peptides CD8 partagés entre le COV d’Omicron et d’autres variants du SRAS-CoV-2 ont déclenché une immunité couvrant plus de 84 % de la population mondiale, les huit peptides CD8 spécifiques à BA.1 couvraient 76,16 %. Les sept épitopes de lymphocytes T CD4+ identiques entre Omicron et d’autres variants circulants, comme Delta, couvraient plus de 96,65 % des personnes dans le monde. Notamment, les 11 peptides CD4 spécifiques de BA.1 de la plus haute qualité couvraient 97,46 % de la population mondiale, alors que 92,66 % des personnes dans le monde ont été couvertes par les trois peptides CD4 qui se chevauchent.
Parmi les huit épitopes de lymphocytes T CD8+ distincts optimisés avec une couverture de population de 98,55 %, deux ont été trouvés dans l’épitope S CD8 spécifique à BA.2 et un dans les épitopes S CD8 partagés par Omicron et d’autres SRAS-CoV-2. HLA-B*08:01, HLA-B*07:02, HLA-A*31:01, HLA-B*51:01 et HLA-A*33:01 faisaient partie des allèles HLA trouvés dans l’ensemble de données optimisé mais pas dans l’ensemble de données cliniquement significatives. Ces allèles pourraient justifier la disparité de la couverture de la population entre l’ensemble de données d’épitopes optimisé et les ensembles de données produits après le passage des épitopes via de nombreux points de contrôle cliniques.
La visualisation 3D a révélé que les épitopes YNLAPFFTF et KSHRRARSV analysés étaient tous deux des liants importants du CMH I. Le KSHRRARSV-HLA-A * 30: 01 et YNLAPFFTF-HLA-A * 24: 02 ont été minimisés en énergie et ont réduit l’énergie potentielle globale entre la molécule du CMH et l’épitope. Enfin, la modélisation du complexe YNLAPFFTF-HLAA*24:02 avec la structure unique HLA-A24 C1-28 TCR a permis de mieux comprendre le contact du TCR avec le complexe peptidique MHC (pMHC).
conclusion
Les résultats de l’étude ont révélé que les épitopes des lymphocytes T CD4+ et CD8+ étaient spécifiques des lignées SARS-CoV-2 Omicron BA.2 et BA.1 des mutants de la protéine S virale. Les scientifiques ont également découvert des épitopes partagés entre le SARS-COV-2 BA.1 et d’autres COV circulants, tels que B.1.617.2. Les épitopes CD8 ont été vérifiés en utilisant un outil logiciel précédemment établi par les auteurs nommé PCOptim. Les épitopes découverts ciblaient sélectivement les mutations des protéines S dans les sites de fusion et les domaines de liaison aux récepteurs (RBD). Cela pourrait éradiquer les infections par le SRAS-CoV-2 et établir des réponses immunitaires de longue date par rapport aux vaccins à ARNm à courte durée de vie, maximisant ainsi l’efficacité du vaccin candidat contre la pandémie actuelle de COVID-19 et d’éventuelles futures variantes virales.
Pour résumer, le présent vaccin candidat multi-épitope COVID-19 conçu contre la protéine S du SRAS-CoV-2 à l’aide d’approches immuno-informatiques pourrait être une méthode potentielle nouvelle, efficace et sûre pour contrôler les infections par Omicron ou toute autre variante virale à l’avenir .
*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.
