L’importance des anticorps neutralisants croisés dirigés contre les variantes récemment apparues du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) est évidente à la lumière du fait que ces variantes sont hautement transmissibles et peuvent échapper aux réponses immunitaires aux variantes antérieures de ce virus.
Un nouveau document de recherche préimprimé publié sur le bioRxiv* Le serveur rapporte la capacité d’un ensemble d’anticorps neutralisants de souris à protéger les souris contre plusieurs lignées de SARS-CoV-2.
Sommaire
Anticorps et neutralisation virale
Une vingtaine de vaccins ont été autorisés dans le monde, en plus de plusieurs anticorps monoclonaux, en association, respectivement pour prévenir et traiter l’infection par le SRAS-CoV-2.
Ce virus pénètre dans les cellules hôtes pour établir une infection réussie en se liant via sa protéine de pointe au récepteur de la cellule hôte, l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2). La partie du pic qui se lie au récepteur est appelée domaine de liaison au récepteur (RBD) et forme une cible attractive pour les anticorps, à la fois thérapeutiques et préventifs.
Les titres d’anticorps neutralisants sont fortement corrélés à la protection contre la réinfection, mais étant donné que la vaccination prendra un certain temps pour couvrir la population mondiale, il y a un besoin urgent d’anticorps thérapeutiques et de médicaments pour traiter et prévenir les maladies graves.
Les anticorps monoclonaux (mAbs) actuellement disponibles ont été élevés contre le pic de la variante originale de Wuhan du virus. Cependant, l’émergence de mutations d’échappement, en particulier dans la région RBD du pic, menace l’utilité de ces mAbs.
Étant donné que la plupart des anticorps neutralisants agissent en bloquant l’entrée virale, en ciblant la RBD, des mutations au niveau de la RBD peuvent réduire leur efficacité des mAbs.
Le domaine N-terminal (NTD) est une autre région qui est fréquemment ciblée dans les variantes plus récentes, car elle est neutralisée par de nombreux anticorps. Ces variants peuvent ainsi être capables d’éluder les anticorps induits par le vaccin.
Objectifs et détails de l’étude
Les chercheurs du laboratoire Krammer de l’école de médecine Icahn du mont Sinaï ont cherché à évaluer la capacité de liaison et de neutralisation de 14 mAbs de souris élevés contre la RBD virale à la fois à la RBD et à la protéine de pointe. Ils ont également évalué le potentiel des Acm non neutralisants pour réduire la charge virale.
Troisièmement, l’étude a examiné la liaison de ces mAbs aux mutants RBD contenant des mutations ponctuelles et groupées qui définissent les trois principales variantes préoccupantes (COV) – le Royaume-Uni (B1.1.7), la variante sud-africaine (SA) (B.1.351 ) et la variante Brésil (P.1).
Enfin, les mAbs ont été testés pour la neutralisation contre les variantes UK et SA.
Quels ont été les résultats?
Les anticorps d’immunoglobuline G (IgG) murins ont été produits dans des cellules d’hybridome. Tous les 14 se sont révélés se lier à la RBD avec une affinité élevée, comme le montrent les très faibles concentrations minimales de liaison (MBC).
Lorsqu’ils ont été testés contre la protéine de pointe complète, la plupart d’entre eux se sont bien liés, mais trois avaient des MBC plus élevés que le RBD. Les chercheurs postulent que cela pourrait être dû à la couverture des épitopes de liaison à la RBD sur la pointe complète par rapport à la RBD exprimée isolément.
Dix des 14 mAb étaient spécifiques du SARS-CoV-2 RBD, mais quatre ont également montré une réactivité croisée avec le SARS-CoV RBD.
Lorsqu’ils ont été testés avec le virus vivant dans un essai de microneutralisation, où la capacité de l’anticorps à bloquer l’infection virale des cellules en culture est déterminée comme l’inverse de la dilution à laquelle les cellules restent complètement non infectées, six ont montré une capacité de neutralisation élevée.
Dans les six cas, la concentration à laquelle 50% des cellules sont restées non infectées (IC50) par le virus vivant était très faible, à 0,1-1 ug / ml. Cela indique que ceux-ci peuvent empêcher l’entrée virale et la réplication à des dilutions élevées, en particulier deux qui avaient la CI50 la plus basse.
Réduction des titres viraux chez la souris
Les chercheurs ont testé les mAb pour leur capacité à bloquer l’entrée du virus et à réduire les charges virales chez des souris modifiées exprimant le gène ACE2 humain. Les mAb ont été administrés deux heures avant de contester les souris avec le SRAS-CoV-2.
Les tests de neutralisation par réduction de plaque ont montré que seuls les six mAb avec une capacité de neutralisation étaient capables de protéger l’animal contre l’entrée et la réplication virales. Trois des six ont réduit la charge virale de deux logs au jour 3, tandis que deux autres ont entraîné une réduction nettement plus significative du titre viral.
Au jour 5, aucun des animaux qui ont reçu un mAb neutralisant n’a montré de signes de présence virale significative dans leurs poumons, bien que deux aient montré un virus résiduel.
Pathologie pulmonaire réduite
Le tissu pulmonaire a été récolté au jour 4 pour l’histopathologie et l’immunohistochimie (IHC). Cela a montré des signes de pneumonie interstitielle, peut-être en raison de la forte dose du virus.
Une légère inflammation s’est avérée être le résultat de l’injection du vecteur adénoviral hACE2, mais les scores d’inflammation chez les souris qui ont reçu le vecteur et le virus étaient plus élevés. Il n’y avait aucun signe d’augmentation de la maladie dépendant des anticorps (EMA).
Les nucléoprotéines étaient presque indétectables, montrant que les mAb neutralisants empêchaient tous l’entrée virale dans la cellule, et abaissaient ainsi le titre viral dans le poumon.
Liaison aux variantes RBD
L’étude montre également que certaines variantes de RBD telles que K487R et N487R ont fait perdre à un mAb chacune une liaison complète. Les mutations E484K, F486A et F490K ont également réduit la liaison d’un troisième mAb. Les mutations groupées sur le variant de SA RBD ont également provoqué une perte de liaison par le même mAb.
Cependant, cinq des mAb maintenaient une affinité de liaison de 50% au moins pour tous les RBD mutants, et certains avaient une liaison plus élevée que pour le RBD de type sauvage. Les chercheurs commentent: «La capacité à se lier à tous les RBD pourrait être fonction de l’affinité de l’anticorps qui, lorsqu’elle est élevée, peut permettre à l’anticorps de maintenir son empreinte.. »
Dans l’ensemble, les mAbs neutralisants se sont liés aux RBD de type sauvage et mutants à des niveaux quelque peu équivalents.
D’un intérêt particulier, quatre des six mAbs neutralisants se sont liés à la fois au type sauvage et au variant SA RBD, tandis que tous les six neutralisaient le variant UK RBD. Ce dernier n’a qu’une seule mutation RBD, N501Y.
Sur les quatre qui ont maintenu la liaison et la neutralisation du variant SA, la CI50 a augmenté de 2,5 fois à 5 fois celle du virus de type sauvage ou du variant UK.
Les raisons de la perte de neutralisation du variant SA pourraient avoir été la liaison plus faible à la RBD contenant E484, pour un mAb, et une présentation d’épitope modifiée sur le pic par rapport à la RBD pour l’autre.
Inhibition de la liaison ACE2-RBD
Les chercheurs ont également découvert par l’analyse structurelle des six mAbs neutralisants que deux d’entre eux ne pouvaient pas former de complexes stables avec le RBD et ne pouvaient pas être visualisés. Trois d’entre eux ont montré un chevauchement avec le site de liaison ACE2 qui pourrait expliquer comment ils ont empêché la liaison ACE2-RBD.
Ceux-ci se lient à différents angles à la RBD, indiquant qu’ils se lient à différents épitopes.
Quelles sont les implications?
L’étude montre que le pic RBD peut subir de multiples mutations tout en conservant sa capacité à se lier au récepteur ACE2 et à provoquer une infection de la cellule hôte.
« La plasticité de la RBD est alarmante car des changements importants dans la RBD pourraient réduire l’efficacité des vaccins actuels et des vaccins de rappel supplémentaires avec des vaccins mis à jour pourraient être nécessaires pour la protection à l’avenir.. »
Le manque de protection par les Acm non neutralisants est attribuable à leur isotype IgG1, qui, chez la souris, empêche les interactions médiées par les récepteurs effecteurs Fc (FcR). Ainsi, les anticorps qui n’activent pas les FcR et n’ont pas de capacité de neutralisation manquent d’efficacité protectrice.
Les deux anticorps qui protègent le mieux contre l’entrée virale sont les IgG2a, un sous-type associé aux interactions Fc-Fc chez la souris, soutenant le postulat selon lequel l’anticorps se liant aux FcR effecteurs activateurs est la clé des effets protecteurs des anticorps.
Chez l’homme, les anticorps IgG2 interagissent fortement avec les FcR et la plupart des anticorps dirigés contre ce virus appartiennent à cet isotype.
L’étude suggère le potentiel de développement de formes humanisées de ces mAb neutralisants comme agents thérapeutiques avec une forte activité contre le virus de type sauvage, ainsi que contre les variantes du Royaume-Uni et de la SA.
Tout est dans le titre long mais excellent:
« Les anticorps monoclonaux murins contre la RBD du SARS-CoV-2 neutralisent les virus SARS-CoV-2 de type sauvage authentiques ainsi que les virus B.1.1.7 et B.1.351 et protègent in vivo dans un modèle de souris d’une manière dépendante de la neutralisation » https: //t.co/Lbw4seLU4D
– Dr Kevin Purcell (@kevinpurcell) 6 avril 2021
*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.
