Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont signalé trois anticorps monoclonaux humains (mAbs) générés à partir d’individus récupérés de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) lors de la première vague de la pandémie en Inde.
Sommaire
Arrière plan
L’émergence continue de sous-variants d’Omicron du coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère immunitaire évasif et plus transmissible a menacé l’anti-SRAS-CoV-2 mAb et l’efficacité du vaccin. Une compréhension détaillée des caractéristiques moléculaires des épitopes neutralisants du SARS-CoV-2 développés par des variants viraux pourrait guider le développement d’agents anti-SARS-CoV-2.
Les auteurs de la présente étude ont précédemment identifié 92 mAbs de liaison au domaine de liaison aux récepteurs (RBD) isolés de cinq individus récupérés au COVID-19 avec des infections ancestrales de la souche SARS-CoV-2 WA.1 et une puissante sous-variante pan-Omicron neutralisante et large -Ac de classe 3 du spectre (002-S21F2) en Inde.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont en outre caractérisé trois (002-13, 002-02 et 034-32) des 92 mAb précédemment isolés qui ont montré une neutralisation puissante de WA.1 mais une neutralisation différente du variant SARS-CoV-2.
L’analyse structurelle des trois mAb complexés avec la protéine de pointe trimérique (S) a été réalisée, et la composition immunogénétique, la fonction et la structure des mAb ont été comparées à celles de 002-S21F2. L’analyse immunogénétique des gènes Ab, la microscopie électronique à coloration négative (NS-EM) et la cryo-EM ont également été réalisées. La surface de l’épitope des mAb a été évaluée pour évaluer l’impact des mutations variantes sur la fonctionnalité Ab et leur contribution à l’évasion immunitaire variante.
Les mAbs ont été génétiquement analysés, et des tests de liaison d’électrochimiluminescence à l’échelle méso (BLI), des dosages immuno-enzymatiques (ELISA) et des dosages de liaison d’électrochimiluminescence à l’échelle méso ont été effectués pour évaluer la liaison virale-mAb. En outre, des essais de neutralisation par réduction de focalisation mNeonGreen (FRNT-mNG) ont été effectués pour évaluer la neutralisation des variants et lier le paysage mutationnel du paratope variant à la fonction Ab. Une analyse de cartographie des épitopes a été effectuée pour déterminer les déterminants moléculaires de la reconnaissance des épitopes, et des simulations de dynamique moléculaire (MD) ont été effectuées pour évaluer l’impact des mutations RBD sur la liaison mAb.
Résultats
Les trois mAb ont montré une neutralisation puissante des variantes alpha et delta du SRAS-CoV-2, mais une mauvaise neutralisation de la variante bêta et aucune neutralisation d’Omicron BA.1. Les mAb ont montré une liaison robuste et bivalente à la protéine SARS-CoV-2 spike (S), et les mAb 002-02 et 034-32 ont ciblé les épitopes RBD de classe 1, tandis que mAb 002-13 a ciblé les épitopes RBD de classe 4.
Les mAbs ont été codés par la variable lourde d’immunoglobuline 3-30-3 (IGHV3-30) et IGHV3-53/66, et leurs gènes de la chaîne lourde-V (variable) ont été codés par des réponses Ab publiques partagées comme indiqué dans la base de données des anticorps anti-coronavirus (CoV-AbDab) de 6520 mAb anti-RBD qui ont été isolé d’individus infectés par le SRAS-CoV-2 et de vaccinés contre le COVID-19. Fait intéressant, les gènes IGHV3-30 et IGHJ4 de 002-13 étaient la paire VJ la plus couramment observée utilisée par les mAb anti-RBD.
Les mAb partagés ressemblant à 002-13 contenaient un motif conservé CxGGxC dans la région déterminant la complémentarité H3 (CDRH3) comprenant 22 résidus codés par l’IGHD2-8 (immunoglobuline lourde diversité 2-8) gène. La réponse Ac du clonotype partagé de IGHV3-53 (034-32) et IGHV3-66 (002-02) a montré les motifs caractéristiques de SGGS et NY dans leurs sites CDRH2 et CDRH1, respectivement. 002-13 La liaison RBD était dominée (76 %) par des chaînes lourdes et la surface totale enfouie était de 887 Å2.
Les interactions impliquant les résidus S371-C379 dans la région RBD et la boucle CDR3 de la chaîne lourde étaient largement responsables de la reconnaissance des épitopes. Même si 002-13 était lié sur le côté extérieur de la surface du motif de liaison au récepteur (RBM), le mAb pouvait bloquer stériquement la liaison de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) en raison de l’orientation des chaînes légères. La liaison 002-13 est restée inchangée vis-à-vis des variantes Alpha, Beta et Delta, mais le mAb n’a pas pu neutraliser Omicron.
De même, 034-32 et 002-02 ont montré des affinités de liaison et des titres de neutralisation comparables pour Alpha, Delta et WA.1, mais une liaison beaucoup plus faible à Beta et n’ont pas pu neutraliser Omicron. Concernant les 034-32 et 002-02, la majorité des contacts RBD étaient dominés (70%) par la chaîne lourde, et la surface enterrée totale entre mAb et RBD était de 1058 Å2. Les principales mutations responsables de l’évasion immunitaire bêta étaient E484A et K417N pour 034-32 et 002-02.
Omicron contenait six mutations (S477N, K417N, G496S, Q498R, N501Y et Q493R) dans les épitopes 002-02/034-32 et trois mutations (S373P, S375F et S371L) dans les épitopes de liaison 002-13, collectivement responsables de la réponse immunitaire d’Omicron. évasion. Les mutations d’Omicron favorisant la conformation S « up » pourraient favoriser les interactions ACE2.
conclusion
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont catalogué la sensibilité des Ab spécifiques à la classe d’épitopes envers les variantes existantes du SRAS-CoV-2 et pourraient éclairer leurs actions sur les variantes nouvellement émergentes. Les résultats ont indiqué que les pressions immunologiques exercées par la réponse partagée de l’Ab au SARS-CoV-2 pourraient probablement provoquer l’évolution du SARS-CoV-2 avec des mutations dans les résidus d’épitope Ab de classe 4.
Des combinaisons mutationnelles spécifiques ont eu un impact sur les titres d’anticorps de liaison et de neutralisation contre les variants du SRAS-CoV-2. Les mutations doivent être suivies pour développer des stratégies thérapeutiques efficaces contre les nouveaux virus émergents. En outre, les résultats de l’étude pourraient aider à estimer les caractéristiques structurelles des variantes immuno-évasives émergentes du SRAS-CoV-2.
*Avis important
bioRxiv 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.
