Dans une étude récente publiée sur le bioRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont trouvé six anticorps monoclonaux (mAbs) se liant aux protéines de pointe (S) de tous les coronavirus humains (CoV).
Étude : Les anticorps largement neutralisants ciblent le peptide de fusion du coronavirus. Crédit d’image : Zone lente / Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Les coronavirus appartiennent aux genres Alpha, Beta, Gamma et Delta et peuvent infecter différents oiseaux et mammifères. Sept CoV humains ont été identifiés à ce jour, parmi lesquels HCoV-229E, HCoV-NL63, HCoV-OC43, HCoV-HKU1, le syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS)-CoV, le syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS)- CoV et SRAS-CoV-2. Alors que HCoV-229E, HCoV-NL63, HCoV-OC43 et HCoV-HKU1 sont des virus endémiques et provoquent une maladie bénigne, le SARS-CoV, le MERS-CoV et le SARS-CoV-2 ont provoqué de graves épidémies au cours des deux dernières décennies.
Le SRAS-CoV-2 est à l’origine de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), qui a été déclarée pandémie par l’Organisation mondiale de la santé (OMS) en mars 2020. L’élaboration de politiques d’atténuation de la COVID-19 a été constamment compliquée par l’émergence de nouveaux Variantes préoccupantes du SRAS-CoV-2 (VOC), qui présentent une résistance au moins partielle à de nombreux anticorps et vaccins thérapeutiques.
La protection induite par les vaccins est principalement assurée par des anticorps neutralisants (nAbs) dirigés contre le domaine de liaison au récepteur (RBD) de la protéine SARS-CoV-2 spike (S), qui est également ciblée par les mAbs thérapeutiques. Étant donné que les variantes les plus récentes d’Omicron BA.1 et BA.2 contiennent un RBD hautement muté, la plupart des mAb sont inefficaces contre eux. Ainsi, d’autres sites sur la protéine S doivent être explorés pour des percées thérapeutiques.
Résultats de l’étude
Les chercheurs ont recensé des mAb largement réactifs des donateurs convalescents COVID-19 dans l’étude actuelle. Des échantillons de plasma de 142 donneurs convalescents ont été examinés pour les lymphocytes B produisant de larges mAb.
La réactivité de l’immunoglobuline G (IgG) aux protéines S des CoV humains a été évaluée. Environ 19 donneurs ont été identifiés pour isoler et caractériser les mAb.
IgG+ les cellules B mémoire (MBC) ont été criblées dans une méthode en deux étapes donnant la priorité aux mAb avec une grande réactivité, qui a identifié 60 mAb réactifs à un minimum de trois CoV. Un examen plus approfondi a révélé que seuls six mAb étaient réactifs aux sept protéines S, qui comprenaient COV44-62, COV91-27, COV44-79, COV77-39, COV77-04 et COV78-36.
La capacité de neutralisation des six mAb a été testée contre les pseudovirus du SARS-CoV, du MERS-CoV, du SARS-CoV-2, du HCoV-229E, du HCoV-NL63 et du HCoV-OC43 authentique. Deux mAb de COV44-62 et COV44-79 ont présenté la plus grande réactivité fonctionnelle, neutralisant à la fois les Beta (HCoV-OC43, SARS-CoV, SARS-CoV-2) et les Alpha CoV (HCoV-229E, HCoV-NL63). De plus, les deux mAb ont neutralisé les variantes BA.1 et BA.2 du SARS-CoV-2.
Seul le COV44-62 a montré une neutralisation du MERS-CoV, alors que les autres mAb ont échoué. Fait intéressant, COV77-39 n’avait aucune activité neutralisante malgré la même réactivité de liaison large que les mAb restants. Il a été observé que les six mAb se lient à la sous-unité S2 et non au RBD ou au domaine N-terminal (NTD) de la protéine SARS-CoV-2 S.
Une analyse à haut débit basée sur la résonance plasmonique de surface (SPR) a été effectuée, dans laquelle des peptides se chevauchant de 15 mers couvrant toute la longueur de la sous-unité SARS-CoV-2 S2 ont été cartographiés. L’analyse SPR a révélé que les mAbs liés aux peptides 42 à 44 partageant le 815RSFIEDLLF823 motif, situé dans la région du peptide de fusion du SRAS-CoV-2.
Trente-cinq isolats viraux, représentatifs de chaque genre de CoV, ont été étudiés pour déterminer la diversité génétique dans le 815RSFIEDLLF823 motif. Le motif a été conservé dans plus de 90 % des isolats sélectionnés.
Les anticorps largement neutralisants ciblent les coronavirus associés aux maladies humaines. (A) Analyse de la fréquence des MBC exprimant des anticorps largement réactifs de n = 19 donneurs. Les valeurs entre parenthèses représentent le pourcentage de surnageants réactifs au SRAS-CoV-2 qui se lient également aux sous-ensembles spécifiés de pointes de coronavirus non SRAS. Un total de 10 356 surnageants de culture MBC (50-100 cellules B/puits) ont été criblés. (B) Les relations phylogénétiques entre les protéines de pointe du coronavirus ciblées par les mAb largement réactifs ont été déduites par la méthode Neighbor-Joining dans MEGA11 en utilisant des séquences d’acides aminés pleine longueur de protéines de pointe CoV. Les valeurs bootstrap de 500 échantillons sont affichées sur les branches. (C) Carte thermique représentant la liaison des mAb largement réactifs aux protéines de pointe des coronavirus dans les genres alpha, bêta et deltacoronavirus. L’hémagglutinine H1 a été incluse en tant que contrôle négatif pour les expériences de liaison mAb et les valeurs d’aire sous la courbe (AUC) pour chaque antigène sont indiquées après soustraction avec les valeurs de l’antigène de contrôle négatif CD4. (D) Les valeurs représentent le titre d’anticorps à 50 % de neutralisation (NT50) contre le SARS-CoV-2 Wuhan Hu-1, le SARS-CoV-1, le MERS-CoV, le HCoV-NL63 et le lentivirus à enveloppe pseudotypée HCoV-229E, ainsi que le HCoV-OC43 authentique. Les valeurs de NT50 ont été calculées à l’aide du modèle dose-réponse-inhibition avec l’équation de pente de Hill à 5 paramètres dans GraphPad Prism 9. (E) Neutralisation des variantes préoccupantes du SRAS-CoV-2 (pseudovirus) par COV44-62 et COV44-79.
Un balayage d’alanine a été effectué, en se concentrant sur les acides aminés (AA) ciblés par COV44-62 et COV44-79. À cette fin, l’équipe a découvert que les résidus E819, D820, L822 et F823 étaient vitaux pour la liaison COV44-62. Comme avec COV44-79, les résidus E819, D820, F823 et R815 étaient cruciaux pour la liaison. Ces cinq résidus faisaient partie des sites conservés pour les protéines S à travers les CoV.
Des sérums polyclonaux (IgG) de donneurs convalescents, de vaccinés à l’acide ribonucléique messager (ARNm)-1273 (Moderna) et d’individus naïfs du SRAS-CoV-2 ont été obtenus pour tester la liaison au peptide de fusion du SRAS-CoV-2. En tant que cohorte, les donneurs convalescents ont eu des réponses plus faibles que les sujets vaccinés ; cependant, plusieurs sujets convalescents ont eu les réponses les plus élevées parmi les trois cohortes. Cela indiquait qu’une infection naturelle pouvait déclencher une réponse anticorps plus robuste au peptide de fusion chez des individus spécifiques.
Un modèle de hamster syrien a été utilisé pour évaluer l’efficacité du COV4-79 et du COV44-62 in vivo. Les hamsters traités au COV44-79 ont montré une perte de poids réduite avec une récupération plus rapide que les hamsters témoins. Quatre des six hamsters recevant le COV44-62 ont développé des signes cliniques au sixième jour après l’infection, contrairement à un seul hamster traité au COV44-79, qui a montré une fréquence respiratoire le sixième jour.
conclusion
Les auteurs ont découvert six mAb provenant d’individus convalescents se liant aux sept CoV humains et deux mAb neutralisant au moins six CoV. Tous les mAb étaient dirigés contre le peptide de fusion, qui est identique dans les COV actuels du SRAS-CoV-2, et conservé dans les quatre genres de CoV, soulignant ainsi son rôle central et son potentiel en tant que site candidat pour la conception de vaccins. Malgré ses avantages potentiels, ce peptide n’a pas fait l’objet d’une attention particulière, probablement en raison de la liaison relativement faible des mAb à la protéine S intacte, qui ne s’améliore que lorsque sa coiffe S1 est retirée.
Dans l’ensemble, la présente étude a offert des informations précieuses sur les mAb à action large ciblant le peptide de fusion, un site hautement conservé à travers les CoV, nécessitant des recherches supplémentaires dans cette région en tant que candidat vaccin potentiel.
*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.
