Une nouvelle étude menée par des chercheurs du Scripps Research Institute et de Novavax Inc. aux États-Unis confirme l'intégrité structurelle de l'immunogène à glycoprotéine de pointe SARS-CoV-2 de pleine longueur. Il permet d'interpréter les réponses immunitaires à cet immunogène nanoparticulaire multivalent. Leurs résultats sont actuellement disponibles sur bioRxiv * serveur de pré-impression.
Depuis le début de la pandémie de maladie à coronavirus (COVID-19), nous sommes confrontés à plus de 728 mille décès et près de 20 millions d'infections dans le monde (au 10 août 2020). Comme un traitement efficace est encore insaisissable, de nombreuses personnes partagent l'espoir qu'un vaccin efficace contre le COVID-19 pourrait être notre ticket pour revenir à l'ancienne normale, ou du moins quelque chose de proche.
Les efforts de vaccination contre le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), un agent causal de la pandémie actuelle de COVID-19, sont principalement axés sur la glycoprotéine virale de pointe – la principale cible des anticorps neutralisants.
Il convient de noter que la glycoprotéine de pointe du SRAS-CoV-2 permet l'entrée des cellules en se liant à l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2), qui sert de récepteur viral. Des études antérieures ont fourni des structures de microscopie cryoélectronique du trimère de l'ectodomaine de la glycoprotéine de pointe, qui ont servi de modèle pour la conception de vaccins et d'inhibiteurs de l'entrée virale.
Novavax Inc, une société de biotechnologie de stade avancé connue pour développer des approches vaccinales de nouvelle génération pour les maladies infectieuses graves, a conçu une protéine de préfusion stable avec une technologie de nanoparticules qui comprend un adjuvant Matrix-M exclusif pour stimuler la réponse immunitaire.
Dans ce nouvel article, un groupe de scientifiques du Scripps Research Institute et de Novavax Inc. aux États-Unis a effectué une analyse structurelle de l'immunogène complet Novavax SARS-CoV-2 formulé dans un détergent polysorbate 80.
Évaluation de la glycoprotéine de pointe SARS-CoV-2 3Q-2P-FL. (A) Diagramme linéaire des éléments de séquence / structure de la protéine de pointe SARS-CoV-2 pleine longueur (S) montrant l'ectodomaine S1 et S2. Les éléments structurels comprennent une séquence signal clivable (SS, blanc), un domaine N-terminal (NTD, bleu), un domaine de liaison au récepteur (RBD, vert), les sous-domaines 1 et 2 (SD1 / SD2, bleu clair), le site de clivage de la protéase 2 ' (S2 ', flèche), peptide de fusion (FP, rouge), répétition heptade 1 (HR1, jaune), hélice centrale (CH, marron), répétition heptade 2 (HR2, violet), domaine transmembranaire (TM, noir) et cytoplasmique queue (CT, blanche). Le site de clivage de la furine native a été muté (RRAR → QQAQ) pour être résistant à la protéase et stabilisé en introduisant deux substitutions de proline (2P) aux positions K986P et V987P pour produire un pic de SARS-CoV-2 3Q-2P-FL. (B) Représentant des images EM de coloration négative et des classes 2D de SARS-CoV-2 3Q-2P-FL, formulé dans un détergent polysorbate 80 en présence d'adjuvant Matrix-M. Sur la micrographie brute, les rosettes à pointes sont entourées de jaune et les cages d'adjuvant Matrix-M sont entourées de blanc. Classes 2D montrant des pointes individuelles, des nanoparticules de pointes d'ordre supérieur et des cages Matrix-M de différentes tailles.
Sommaire
Récapitulation de la glycoprotéine du pic de préfusion
En un mot, cette étude fournit une évaluation structurelle approfondie avec l'utilisation de la microscopie cryoélectronique et de l'analyse des glycanes spécifiques au site du candidat vaccin Novavax pleine longueur (actuellement testé chez l'homme) qui récapitule de manière adéquate le pic de préfusion.
Afin d'évaluer si le phénomène de multimérisation observé dans la construction de pointe pleine longueur a un rôle dans la réplication virale, les chercheurs ont effectué des tests de réplication de pseudovirus en utilisant le pic de type sauvage du SARS-CoV-2 et deux protéines de pointe mutantes.
En outre, la glycosylation spécifique au site de la protéine de pointe de préfusion SARS-CoV-2 produite dans les cellules d'insectes a été analysée à l'aide de la méthode basée sur la protéomique par spectrométrie de masse récemment décrite.
Conformation stable et nouvelles interactions
« Nos résultats montrent que le détergent polysorbate 80 forme des micelles détergentes autour des domaines transmembranaires d'une ou plusieurs protéines de pointe, permettant la formation de rosettes de type nanoparticule », soulignent les auteurs de l'étude dans leur bioRxiv papier.
On peut dire que l'analyse structurale de l'immunogène de pointe pleine longueur dans cette étude a donné plusieurs résultats significatifs. Tout d'abord, une conformation de préfusion stable de l'immunogène de pointe a été démontrée, avec de minuscules différences dans la sous-unité S1 de la glycoprotéine de pointe par rapport aux structures d'ectodomaine de pointe publiées.
Les chercheurs ont également observé deux densités sans pic dans le trimère de pointe qui correspondaient au détergent polysorbate 80 et à l'acide linoléique. Fait intéressant, de nouvelles interactions entre les trimères de pointe qui permettent la formation de complexes de pointe d'ordre supérieur ont également été décrites.
Par conséquent, ces nanoparticules plus grosses permettent un affichage multivalent de l'immunogène de pointe avec le potentiel d'améliorer le trafic d'immunogène et l'activation des cellules B, comme décrit précédemment pour les immunogènes à base de nanoparticules.
Capitaliser sur le succès précédent
« Notre travail structurel est cohérent avec le corps en plein essor des structures disponibles de la protéine de pointe, bien qu'avec les différences importantes décrites ci-dessus », soulignent les auteurs de l'étude.
Par conséquent, ce candidat vaccin sous-unitaire protéique avancé qui est actuellement testé chez l'homme apparaît plutôt homogène, stable et verrouillé dans la conformation de préfusion antigéniquement préférée.
De plus, l'agrégation ferme des pointes dans la formulation de nanoparticules peut entraîner des réponses immunitaires beaucoup plus vigoureuses sur les trimères solubles seuls, conformément aux immunogènes glycoprotéiques dans d'autres virus.
« Il semble que la rapidité remarquable à laquelle ce vaccin a été conçu n'a pas compromis la qualité de l'immunogène, et que la mise à profit du succès précédent dans la formulation des immunogènes à base de glycoprotéine F du virus respiratoire syncytial et d'hémagglutinine de la grippe pourrait facilement être étendue au SRAS-CoV- 2 pic « , concluent les auteurs de l'étude.
Enfin, après avoir obtenu ces informations biophysiques, structurelles et antigéniques essentielles, une évaluation plus poussée du vaccin chez l'homme nous donnera la preuve de principe tant souhaitée pour ce concept spécifique.
*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 / les comportements liés à la santé ou être traités comme des informations établies.
