Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont développé des anticorps bispécifiques (bsAbs), neutralisant les variantes du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2).
Le SRAS-CoV-2, l’agent causal de la pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), a, à ce jour, causé plus de 633 millions de cas et plus de 6,5 millions de décès dans le monde. Bien que le SRAS-CoV-2 ait un faible taux de mortalité, il est beaucoup plus transmissible que le SRAS-CoV-1, qui appartient également au même sous-genre Sarbecovirus. Malgré la grande efficacité des vaccins COVID-19, il existe un besoin d’options thérapeutiques supplémentaires, en particulier pour certaines populations à risque, telles que les adultes immunodéprimés.
La plupart des anticorps neutralisants (nAbs) ciblent le domaine de liaison au récepteur (RBD) de la protéine de pointe. Les anticorps peuvent se lier à un ou deux RBD sur un seul trimère de pointe via leurs bras de liaison d’anticorps à deux fragments (Fab). Les bsAb sont des constructions multivalentes qui contiennent deux bras Fab se liant à différents épitopes de pointe. Les bsAb montrent une meilleure résistance aux variants émergents du SARS-CoV-2 que les nAb monospécifiques.
Étude : Les anticorps bispécifiques combinent l’étendue, la puissance et l’avidité des anticorps parentaux pour neutraliser les sarbecovirus. Crédit d’image : Graphiques 3D Alpha Tauri / Shutterstock
L’étude et les conclusions
Dans la présente étude, les chercheurs ont développé des bsAb à partir de nAb individuels isolés d’individus infectés par la souche SARS-CoV-2 Wuhan Hu-1. Les bsAb ont été générés en combinant des nAb COVA1-16 et COVA2-02 moins puissants avec des COVA2-15 et COVA1-18 très puissants à l’aide d’une méthode d’échange de bras Fab contrôlé (cFAE). Grâce à une réaction redox, cette technique peut produire rapidement des bsAb à partir de deux molécules parentales d’immunoglobuline G 1 (IgG1). De plus, les attrapes moins puissants présentent également une réactivité croisée avec le SARS-CoV-1.
Chaque molécule d’IgG1 parentale contenait une mutation (F405L ou K409R) dans son bras fragment cristallisable (Fc) pour permettre l’hétérodimérisation. Ces mutations n’ont pas affecté la trogocytose cellulaire dépendante des anticorps (ADCT), la phagocytose (ADCP) ou la neutralisation des pseudovirus. L’interférométrie de la biocouche (BLI) et le dosage immuno-enzymatique (ELISA) ont confirmé que les cFAE produisaient des bsAb authentiques et non un cocktail d’anticorps monospécifiques.
Les auteurs ont généré des bsAb « bras mort » en combinant des nAb COVA avec un anticorps spécifique du virus de l’hépatite C (VHC). Ces constructions de la taille d’une IgG n’avaient essentiellement qu’un seul Fab. La liaison des bsAbs contenant un Fab non pertinent/mort (IgG+-) aux protéines de pointe de Wuhan-Hu-1, variante bêta et SARS-CoV-1 a été comparée à l’aide de BLI par rapport à leurs homologues parentaux (IgG++). Les IgG+-nAbs avaient une liaison plus faible à la protéine de pointe Wuhan-Hu-1, et cet effet était plus prononcé pour la variante bêta.
Ensuite, les chercheurs ont effectué des mesures BLI de COVA1-16/2-02, COVA2-02/2-15 et COVA1-16/2-15 bsAbs sur la protéine de pointe du SARS-CoV-2 Wuhan-Hu-1, Beta variante et SRAS-CoV-1. Ces bsAbs ont conservé la liaison aux protéines de pointe testées. Les bsAbs contenant le bras Fab COVA2-02 présentaient une liaison substantielle au pic SARS-CoV-1, bien que l’autre bras Fab (COVA02-15) ne contribue pas à cette interaction.
Les auteurs se sont appuyés sur la photométrie de masse (MP) pour évaluer les caractéristiques de liaison des bsAbs, des anticorps monospécifiques et des bsAbs « bras morts » correspondants au trimère de pointe. Le nAb COVA1-16 était préférentiellement lié dans une stoechiométrie IgG:spike trimère 1: 1, tandis que COVA2-02 était lié dans une stoechiométrie 2: 1. Pour les bsAbs, la stoechiométrie observée du trimère IgG:spike était de 3:1, ce qui n’a été identifié pour aucun nAbs COVA.
L’activité neutralisante des anticorps a été évaluée à l’aide de pseudovirus. Les bsAbs COVA1-16 et COVA2-02 du bras mort ont perdu leur neutralisation contre le SRAS-CoV-1, le SRAS-CoV-2 Wuhan et la variante bêta. En revanche, les bras morts COVA2-15 et COVA-18 bsAbs étaient 11 et 30 fois moins puissants contre le SRAS-CoV-2 Wuhan-Hu-1 que leurs homologues monospécifiques, suggérant la substitution d’un bras Fab par un Fab non pertinent causé des baisses significatives du pouvoir de neutralisation.
Enfin, la puissance neutralisante des bsAbs a été évaluée en comparant la puissance et l’étendue des anticorps COVA monospécifiques contre le SARS-CoV-2 Wuhan-Hu-1, ses variants mutants et le SARS-CoV-1. Le COVA1-16 monospécifique a montré une large activité neutralisante contre Wuhan-Hu-1 et des mutants tels que les variantes D614G, Alpha, Beta, Gamma, Delta et Omicron. Le COVA2-02 a faiblement neutralisé le SARS-CoV-2 mais avait une puissance similaire à celle du COVA1-16 contre le SARS-CoV-1.
COVA2-15 a neutralisé les variantes Wuhan-Hu-1, Alpha et D614G mais n’a pas réussi à neutraliser les sous-variantes Omicron. Le bsAb COVA1-16/2-02 était légèrement moins puissant que l’anticorps monospécifique COVA1-16 mais plus que COVA2-02 seul. Il a systématiquement neutralisé tous les pseudovirus testés à diverses concentrations inhibitrices demi-maximales (IC50). Le bsAb COVA1-16/2-15 a augmenté la puissance neutralisante et l’étendue par rapport aux anticorps monospécifiques COVA1-16 et COVA2-15, respectivement.
Le bsAb COVA2-02/2-15 a également montré une puissance et une étendue améliorées par rapport à ses homologues monospécifiques. Cependant, ce bsAb avait une faible activité de neutralisation contre le SARS-CoV-2 Beta, Gamma, Delta et Omicron et n’a pas neutralisé Omicron BA.1. Notamment, le bsAb COVA2-02/2-15 a montré une puissance quatre fois supérieure contre SARS-CoV-2 Delta par rapport à un cocktail d’anticorps monospécifiques COVA2-02 + COVA2-15.
conclusion
En résumé, l’étude a démontré la génération de différents bsAb à l’aide de nAbs SARS-CoV-2 isolés d’individus convalescents. Le bsAbs a neutralisé toutes les variantes testées du SARS-CoV-2 mais avec des puissances variables. Bien que les bsAb et les cocktails d’anticorps aient montré des puissances neutralisantes comparables, les bsAb avaient des stoechiométries de liaison plus élevées que les cocktails d’anticorps. Dans l’ensemble, les résultats ont souligné l’importance de larges attrapes pan-Sarbecovirus ciblant des épitopes conservés pour générer des constructions d’anticorps multivalents qui résistent à l’évasion virale par les variants mutants du SRAS-CoV-2.
*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.
