Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, une équipe internationale de chercheurs a exploité la plate-forme d’anticorps MULTI-spécifiques et multi-affinités dérivés du protomère d’apoferritine de la chaîne légère humaine (Multabody, MB) pour la génération d’un SRAS-CoV-2 large et puissant (coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2)-anticorps neutralisants (Abs).
L’émergence continue de variants préoccupants du SARS-CoV-2 (COV) a menacé l’efficacité des anticorps monoclonaux thérapeutiques anti-SARS-CoV-2 (mAbs). Les auteurs de l’étude ont précédemment développé la plate-forme MB pour améliorer la capacité de neutralisation des anticorps anti-SRAS-CoV-2 et anti-virus de l’immunodéficience humaine 1 (VIH-1). En outre, ils ont signalé qu’une affinité accrue pour les Ac pouvait être combinée à une multi-spécificité (plusieurs fragments d’Ab qui reconnaissent différents épitopes) pour améliorer la reconnaissance de l’antigène.
Étude : L’avidité et la multi-spécificité des anticorps se sont combinées pour conférer une protection contre le SRAS-CoV-2 et une résilience contre l’évasion virale. Crédit d’image : Studio de couronne boréale/Shutterstock
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont cherché à savoir si la neutralisation in vitro du SRAS-CoV-2 précédemment améliorée signalée pour la plateforme MB pouvait se traduire par in vivo protection à faible dose. Ils ont également étudié si les MB pouvaient récupérer la perte de capacité de neutralisation observée pour les mAb utilisés de manière conventionnelle contre les COV du SRAS-CoV-2 et étendre leur champ d’action à d’autres virus.
Le MB tri-spécifique a été assemblé avec une résolution au niveau de l’atome et examiné par analyse par cryo-microscopie électronique (cryo-EM). La capacité du MB à fournir une protection immunitaire in vivo a été évaluée en utilisant la génération d’un cocktail d’IgG correspondant au MB comprenant des mutations IgG4 Fc (F234A, S228P, G237A, P238S, L235A) pour éliminer la liaison avec les récepteurs Fc-gamma (FcgRs). Des expériences d’interférométrie de biocouche (BLI) et des expériences d’ADCP (phagocytose à médiation cellulaire dépendante des Ab) ont été réalisées.
Des souris exprimant l’enzyme de conversion de l’angiotensine humaine 2 (hACE2) et le hFcRn ont été traitées avec des molécules MB et IgG4 déficientes en liaison FcgR et provoquées par voie intranasale avec le SRAS-CoV-2. Des échantillons de poumons de souris ont été obtenus pour déterminer les titres viraux pulmonaires en fonction de leurs effets cytopathiques (CPE) et de l’analyse quantitative de la réaction en chaîne par polymérase de transcription inverse (qRT-PCR).
Pour déterminer si la puissance de neutralisation des mAbs pourrait être améliorée davantage, des MB monospécifiques ont été exprimés, et leur ampleur et leur capacité de neutralisation ont été comparées à leurs mAbs correspondants contre la souche de type sauvage (WT) du SRAS-CoV-2 et les COV Alpha, Beta, Gamma, Delta et Omicron BA.1.
Des tests de neutralisation du pseudovirus (PsV) et des tests de neuralisation du sarbecovirus ont été effectués pour déterminer les titres de neutralisation. En outre, les mécanismes de liaison moléculaire du mAb 80 ont été explorés.
La couverture moléculaire tri-spécifique 2-7-10-40-11-11 a été évaluée sur la base de la surface enterrée (BSA) RBD individuelle et combinée des spécificités Ab exposées par leurs structures tridimensionnelles (3D). Des cellules de rein embryonnaire humain (HEK) 293T-ACE2 et des cellules Vero E6 ont été utilisées pour des expériences de culture cellulaire, et des gènes codant pour des fusions d’apoferritine humaine, des régions de liaison à l’antigène de fragment (Fabs), des régions cristallisables de fragment (Fcs) et des IgG ont été exprimés dans le Cellules HEK 293F. Les fractions protéiques ont été purifiées par chromatographie et une analyse par cytométrie en flux (FC) a été effectuée.
Résultats
Les noyaux de molécules de type Ab étaient homogènes. Les améliorations de la puissance de neutralisation des MB se sont traduites par une amélioration in vivo protection immunitaire à des doses 30 fois inférieures aux IgG correspondantes. Les MB ont puissamment neutralisé les variants du SRAS-CoV-2 en utilisant l’avidité combinée, et plusieurs mAb pourraient être fusionnés en une seule molécule de MB (avec 62 résidus de contact) pour neutraliser les sarbecovirus autres que le SARS-CoV-2.
L’échafaudage MB de l’apoferritine ressemblait à la chaîne légère de l’apoferritine humaine. La concentration inhibitrice demi-maximale tri-spécifique de MB (TMB) (IC50) était de 0,0002 μg/mL, 1000 fois plus élevée que le cocktail d’IgG. Le cocktail d’anticorps IgG4 et le TMB étaient liés au FcRn murin et humain mais pas aux FcgR. Le TMB a conféré une protection significativement plus élevée (60% de survie) que le cocktail IgG4 Ab.
Cinq mAb (80, 52, 80, 11-11, 10-40 et 2-36) ont montré une largeur de 100 % avec une valeur seuil IC50 de cinq μg/mL. Cependant, lors de l’utilisation d’un CI50 valeur seuil de 0,01 μg/mL, seuls 11-11 et 10-40 ont neutralisé deux COV. Au contraire, lorsqu’elles sont utilisées comme MB monospécifiques, trois spécificités de mAb (2-7, 80 et 52) ont atteint une largeur de neutralisation de 100 % en utilisant la même valeur seuil.
Le mAb 80 a inhibé le SRAS-CoV-2 en empêchant l’interaction du motif de liaison au récepteur (RBM) avec l’ACE2, et la chaîne lourde du mAb et les résidus T478 et S477 étaient principalement responsables des interactions hôte-virales. Les résidus ont été mutés dans les COV, réduisant la liaison Ab, qui a été augmentée par MB. De même, les mutations ont réduit la neutralisation des COV du SRAS-CoV-2 et d’autres sarbecovirus par les mAb 2-7, 10-40 et 11-11 incorporés dans la molécule tri-spécifique, qui a été restaurée par la BSA supérieure couvrant-MB.
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré qu’en ciblant trois épitopes RBD fonctionnels qui se chevauchent incomplètement et via des gains de puissance de neutralisation par avidité, le MB tri-spécifique 2-7-10-40-11-11 a fourni une preuve de concept pour une large, résiliente, et une neutralisation puissante du pan-sarbecovirus en une seule molécule.
*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.