Une nouvelle étude signale l'induction de niveaux élevés d'anticorps neutralisants contre le syndrome respiratoire aigu sévère coronavirus 2 (SARS-CoV-2), le virus provoquant la pandémie actuelle de COVID-19. Cette découverte prometteuse a été signalée sur le serveur de préimpression bioRxiv en avril 2020.
Nouveau coronavirus SARS-CoV-2 Micrographie électronique à balayage colorisée d'une cellule VERO E6 (bleue) fortement infectée par des particules de virus SARS-COV-2 (orange), isolée d'un échantillon de patient. Image capturée et améliorée en couleurs au NIAID Integrated Research Facility (IRF) de Fort Detrick, Maryland. Crédits: NIAID
Le nouveau coronavirus cause des centaines de milliers de cas et de décès dans le monde. Malgré un démarrage précoce de la libération de la séquence du génome viral, les chercheurs sont toujours à la recherche d'un remède ou d'un vaccin efficace.
Cette recherche comprend l'utilisation de l'ARN viral, de l'ADN, des vaccins introduits dans l'hôte par des vecteurs viraux, des sous-unités recombinantes qui stimulent les anticorps contre le virus et le virus inactivé. Certains vaccins entrent ou viennent d'entrer dans les premiers essais cliniques.
Sommaire
Sur quoi portait la présente étude?
Le virus du SRAS-CoV-2 se fixe à la cellule hôte via une protéine de pointe, qui est la protéine de liaison au récepteur, assurant la médiation de la fixation du virus à la cellule hôte.
L'étude actuelle chez des primates non humains montre que l'utilisation de la protéine de fusion à pointes recombinantes, S1-Fc, sur le virus, empêche l'infection en inhibant la fusion du virus à la membrane de la cellule hôte.
En d'autres termes, cet antigène protéique est une molécule hautement immunogène et stimule la production de niveaux élevés d'anticorps neutralisants.
Des chercheurs en Chine ont testé la résistance immunitaire de la protéine de fusion recombinante SARS-CoV-2 S1-Fc exprimée par CHO chez la souris, le lapin et le singe contre le SARS-COV-2 comme candidat vaccin potentiel.
Comment le vaccin a-t-il été synthétisé?
La plupart des vaccins contre ce virus ciblent la protéine de pointe de liaison au récepteur, ce qui aide le virus à se fixer aux cellules et à les infecter. La protéine de fusion SARS-Cov-2 S1-Fc est la partie du virus qui contrôle sa capacité à se lier à une cellule et à l'infecter, ce qui en fait une cible logique dans le développement de vaccins.
La protéine spike a deux domaines principaux, le premier étant S1, qui contient les domaines de liaison au récepteur (RBD), et le second la structure de support trimérique, y compris le faisceau de fusion, qui est activé par la liaison du virus-S1 et fait saillie dans l'hôte membrane cellulaire.
Les chercheurs de la présente étude ont cloné la protéine S1 dans une lignée cellulaire choisie pour ses performances éprouvées dans la fabrication de préparations d'anticorps humains et sa capacité à assurer la bonne glycosylation de l'antigène S1. Ils ont purifié la protéine résultante et ajouté un adjuvant pour augmenter son immunogénicité. Cela a ensuite été testé chez la souris, le lapin et le singe, et les anticorps formés ont été analysés.
Anticorps attaquant le virus SARS-CoV-2, l'illustration 3D conceptuelle. Crédit d'image: Kateryna Kon / Shutterstock
Qu'ont montré les résultats?
Un test de neutralisation du virus détecte les anticorps qui sont capables d'inhiber la réplication du virus (ou, en d'autres termes, les anticorps qui peuvent neutraliser l'infection virale). Une concentration élevée de ces anticorps implique une forte résistance immunitaire au virus.
Les sujets ont montré une concentration élevée d'anticorps neutralisants au jour 7. « Le jour 7, toutes les souris immunisées présentaient un syndrome de fièvre, beaucoup plus tôt que d'habitude, suggérant que la protéine de fusion S1-Fc est super immunogène », ont déclaré les chercheurs.
Au jour 14, les lapins ont montré une forte activité neutralisante contre le virus lorsqu'ils ont été immunisés avec un test de neutralisation de pseudovirus.
Dans ce que les chercheurs disent être la découverte la plus importante, deux singes ont développé des concentrations plus élevées d'anticorps neutralisant le virus que celles des échantillons d'un patient COVID-19 récupéré dans un test d'infection SARS-CoV-2 vivant. Cela a été accompli en moins de 20 jours et trois injections de la protéine de fusion S1-Fc.
Alors que le singe femelle présentait des anticorps IgG anti-S1 uniquement chez le singe femelle au jour 9, les deux singes ont développé des titres forts de cet isotype au jour 16. Pourtant, les niveaux d'IgM sont tombés en dessous des concentrations détectables.
Un coup de pouce supplémentaire de la protéine de fusion au jour 24 a fait monter les niveaux d'IgG et d'IgM, le premier dans une bien plus grande mesure. Cela pourrait éclairer le phénomène dans lequel à la fois S1-IgM et IgG étaient présents chez les patients atteints de COVID-19. Cela pourrait être un signe de réinfection ou que le virus dormant réémerge des cellules infectées.
Chez les patients primates COVID-19 récupérés, les niveaux d'IgG ont été détectés à quatre jours après le début, pour augmenter au jour 12. Aux jours 20 et 28, les niveaux ont chuté. L'IgM n'était détectable à aucun moment.
Pourquoi cette étude est-elle importante?
Les chercheurs affirment que leurs résultats montrent que la protéine S1-Fc est capable de stimuler efficacement l'hôte pour induire une immunité humorale (anticorps) et, surtout, de produire des anticorps neutralisants à des concentrations élevées dans une espèce de primate autre que l'homme. Ceci, disent-ils, est une forte indication que cette protéine de fusion recombinante pourrait être un candidat solide pour le développement du vaccin COVID-19.
Les avantages les plus importants de cette approche sont la réduction des coûts de production et la facilité d'approche.
Les risques possibles de cette approche sont traités par les auteurs. Par exemple, plusieurs doses ont été nécessaires pour produire une réponse anticorps stable et robuste. Cela se prête au même type de calendrier de vaccination requis par de nombreux autres vaccins, y compris le vaccin contre le zona.
Deuxièmement, le document affirme que l'utilisation d'un seul réacteur à cellules CHO de 3000 L (la lignée CHO-K1 a été utilisée pour générer les anticorps), 3 millions de doses du vaccin recombinant à base de protéine de fusion S1-Fc peuvent être produites en deux semaines. Ils disent: « Avec autant d'usines de production d'anticorps dans le monde, c'est peut-être la SEULE manière possible de fabriquer suffisamment de vaccins COVID-19 pour le monde entier en un an. »
Troisièmement, ils soulignent que de nombreux produits biologiques déjà utilisés contiennent des composants Fc dérivés de la cellule hôte, sans effets secondaires supplémentaires. En effet, la présence de la partie Fc peut aider à imiter la structure conformationnelle 3D de l'oligomère S in vivo, par la formation de liaisons disulfure entre les parties Fc de deux de ces molécules. De plus, et plus important encore, il est facile de purifier la protéine recombinante de la cellule CHO-K1 lorsque la protéine S1 est fusionnée au domaine Fc humain, en suivant les protocoles standardisés anticorps-médicament.
L'étude conclut: « Nos données suggèrent fortement que la protéine recombinante SARS-CoV-2 S1-Fc exprimée par CHO pourrait être un candidat solide pour le développement d'un vaccin contre COVID-19. »
