Dans un article récent publié dans le Science Médecine translationnelle Journal, les chercheurs ont démontré que la combinaison de l’avidité et de la spécificité des anticorps monoclonaux traditionnels (MAb) pourrait étendre leur portée de neutralisation et leur résilience contre la diversité virale en utilisant une plateforme d’anticorps multispécifique et multiaffinité (Multabody, MB) dérivée du protomère d’apoferritine humaine.
Étude: Une plateforme d’anticorps multi-spécifiques et multi-affinités neutralise les sarbecovirus et confère une protection contre le SARS-CoV-2 in vivo. Crédit d’image : CoronaBorealisStudio/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
La plate-forme MB a couplé une affinité accrue à la multi-spécificité, c’est-à-dire l’agrégation de plusieurs fragments d’anticorps reconnaissant différents épitopes pour la reconnaissance de l’antigène qui restent non perturbés par les mutations virales.
En outre, ils ont testé si la plate-forme MB conférait une protection in vivo contre différentes variantes préoccupantes (COV) du coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SARS-CoV-2) et d’autres coronavirus (CoV) à faibles doses.
Le cocktail REGEN-COV a reçu l’autorisation de la Food and Drug Administration des États-Unis (US-FDA) pour traiter la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19). Cependant, après la montée en puissance de l’Omicron BA.1, la FDA a révoqué son autorisation.
Avec l’avènement des sous-variants d’Omicron, BQ.1.1 et XBB.1, la FDA a révoqué les autorisations des mAb qui neutralisaient efficacement Omicron, y compris le bebtélovimab.
Étant donné que la plupart des thérapies mAb autorisées par la FDA ont progressivement perdu leur efficacité contre les sous-variantes d’Omicron, il existe un besoin médical urgent non satisfait de nouvelles thérapies mAb plus efficaces pour le SRAS-CoV-2 avec une puissance accrue et une large activité mais efficaces à la dose thérapeutique réduite ( s).
De plus, les mAbs pour le SRAS-CoV-2 devraient être disponibles à un coût réduit pour répondre aux demandes mondiales. Ainsi, les chercheurs doivent trouver des stratégies pour des voies d’administration alternatives pour les mAb du SRAS-CoV-2, telles que l’administration sous-cutanée ou intramusculaire.
À cet égard, l’adoption d’une approche basée sur l’augmentation de la valence des anticorps pourrait aider à améliorer l’affinité de liaison d’un mAb, réduisant ainsi potentiellement sa posologie thérapeutique, améliorant l’étendue de la neutralisation et permettant l’administration par d’autres voies.
Les chercheurs ont découvert plusieurs stratégies d’ingénierie d’anticorps pour exploiter l’avidité afin d’améliorer les réponses fonctionnelles des mAb thérapeutiques. Il convient de noter qu’un essai clinique de phase I/II teste l’efficacité de GEN3009, INBRX-106 et IGM-8444 contre les tumeurs hématologiques et solides, soulignant ainsi la pertinence/les avantages cliniques des plateformes de type MB.
À propos de cette étude
Sur la base du même principe, les chercheurs ont développé la plate-forme MB pour augmenter la puissance de neutralisation des mAb ciblant le SRAS-CoV-2 ; cependant, ils ont utilisé le protomère d’apoferritine à chaîne légère humaine pour conduire l’oligomérisation de fragments d’anticorps.
L’objectif principal de l’étude était de valider que le format MB surmontait la diversité virale grâce à tous les anticorps puissants qu’il comprenait.
Les chercheurs ont déterminé la puissance en in vitro tests de neutralisation utilisant des pseudovirus (PsV) ou des SARS-CoV-2 authentiques ou des sarbecovirus. Ils ont testé si une poussée de in vitro Neutralisation du SARS-CoV-2 par le MB traduite en plus in vivo protection à faible dose.
Ils ont également évalué si les MB pouvaient retrouver leur pouvoir de neutralisation contre tous les COV et étendre leur portée de neutralisation pour couvrir d’autres CoV, y compris les sarbecovirus.
Pour in vivo évaluations contre le SRAS-CoV-2 de type sauvage (WT) et les COV Alpha, Beta, Gamma, Delta et Omicron BA.1, l’équipe a généré une molécule oligomérique auto-assemblée capable de neutralisation ultrapuissante appelée tri-spécifique 298-52 -80 Mo avec des propriétés biochimiques de type anticorps.
Il avait des Fab dérivés de trois mAb de puissance modeste précédemment identifiés, les mAb 298, 52 et 80, qui ont augmenté sa puissance de neutralisation de près de 1 000 fois par rapport au cocktail d’immunoglobuline G (IgG) correspondant, IgG4*.
Le cocktail d’IgG correspondant avec un fragment d’IgG4, cristallisable (Fc) avait cinq mutations, à savoir, S228P, F234A, L235A, G237A et P238S, pour abroger la liaison aux récepteurs Fc-gamma (FcγRs).
Les chercheurs ont utilisé la microscopie électronique cryogénique (cryo-EM) pour confirmer le bon assemblage de ce MB. En outre, ils ont déterminé les détails moléculaires des interactions Fab avec le domaine de liaison au récepteur (RBD) par cristallographie aux rayons X et la liaison des anticorps par interférométrie de biocouche (BLI).
Résultats
Le 298-52-80 MB trispécifique était près de 1 000 fois plus puissant que le cocktail d’anticorps IgG4* et présentait une concentration inhibitrice demi-maximale (IC50) valeur de 0,0002 µg/ml.
Conformément aux rapports précédents, la substitution du sous-type Fc d’IgG1 à IgG4 * n’a pas affecté le pouvoir de neutralisation de l’IgG ou du MB.
L’analyse Cryo-EM du MB tri-spécifique 298-52-80 a montré un impact minimal pour les fusions génétiques à chaîne unique (sc) Fab et scFc. Néanmoins, le MB construit sur l’échafaudage de conception divisée d’apoferritine a adopté sa disposition structurelle prévue, confirmant ainsi le MB en tant que produit biologique uniforme.
In vivo, MB a affiché une puissance de neutralisation plus élevée contre le défi mortel SARS-CoV-2 que le cocktail IgG4 * à 430 fois moins de quantité molaire que l’IgG.
Dans un CI50 de 5 μg/ml, cinq mAbs, 52, 80, 2-36, 11-11 et 10-40, ont montré une largeur de neutralisation de 100 %. Après avoir réduit la valeur seuil IC50 à 0,01 μg/ml pour ressembler à la puissance de REGEN-COV, seuls deux mAb, 11-11 et 10-40, ont montré une activité neutralisante contre deux COV du SARS-CoV-2.
Inversement, comme les MB monospécifiques, les mAb, 2-7, 80 et 52 ont atteint une largeur de 100 % à une valeur seuil IC50 de 0,01 μg/ml. Les MB restants ont perdu leur activité contre Omicron BA.1 mais, à l’exception de 298 et 2-38, ils sont toujours neutralisés avec une IC50 <0,3 μg/ml.
La densité de la protéine de pointe (S) à la surface du virion pourrait favoriser l’avidité accrue du MB. Ainsi, alors que les mAb 80 et 2-7 ont perdu leur efficacité contre les COV avec des mutations dans le RBD, ces mutations n’ont guère modifié les profils apparents d’affinité de liaison et de neutralisation de ces molécules d’anticorps lorsqu’elles sont affichées sous forme de MB.
Pour le virus de l’immunodéficience humaine 1 (VIH-1) et la grippe, de nombreuses années de recherche ont permis de découvrir de puissants anticorps thérapeutiques largement neutralisants.
Au contraire, le MB tri-spécifique incorporant les spécificités 2-7, 10-40 et 11-11 a montré de puissants in vitro neutralisation de tous les COV du SRAS-CoV-2, y compris les sous-variantes Omicron récemment apparues, BQ.1.1 et XBB.1.
Plus important encore, il a étendu sa portée de neutralisation à d’autres CoV à des puissances de neutralisation dans la gamme des thérapeutiques SARS-CoV-2 autorisées par la FDA.
Le potentiel de MB à tolérer la variabilité de la séquence virale pourrait être bénéfique pour les délais de découverte d’anticorps. Cela pourrait aider à augmenter l’endurance des mAb précédemment identifiés avec la capacité de neutraliser les COV émergents du SRAS-CoV-2 sans augmentation marquée de l’auto-réactivité.
En raison d’un manque de multi-spécificité, les 80 Mo mono-spécifiques ont perdu leur pouvoir de neutralisation contre le COV Omicron BA.5. Ainsi, la combinaison de plusieurs anticorps parmi les meilleurs de leur catégorie dans un MB multispécifique pourrait aider à (re) gagner une puissance de neutralisation plus résistante au milieu de l’évolution rapide du SRAS-CoV-2.
De plus, la combinaison de plusieurs spécificités en une seule molécule garantira la biodisponibilité de tous les composants tout au long du traitement, ce qui, dans le passé, limitait l’efficacité des cocktails mAb.
La plus grande empreinte du RBD couverte par un MB tri-spécifique par rapport aux mAbs conventionnels offre un avantage unique pour les MB en restant résilient contre les futurs COV par rapport aux mAbs seuls.
Cependant, une surveillance et un dépistage continus des variantes émergentes seront nécessaires pour confirmer la persistance de la neutralisation.
conclusion
Pour résumer, les données de l’étude ont présenté une «preuve de concept» selon laquelle la plate-forme MB a exploité l’avidité pour augmenter la puissance et l’étendue in vitro et in vivo des thérapies à base d’anticorps contre le SRAS-CoV-2 et d’autres coronavirus.
L’utilisation d’augmentations basées sur l’avidité de la puissance de neutralisation a également facilité l’économie de dose des thérapeutiques à base de mAb.
Les gains de puissance de neutralisation in vivo étaient suffisants pour conférer une protection contre une provocation mortelle même sans fonctions effectrices.
Ainsi, les études futures devraient déterminer si la puissance du MB pourrait être encore améliorée via des fonctions effectrices, obtenues grâce à l’incorporation de Fc de type sauvage ou modifié pour introduire une fonctionnalité spécifique.
