Dans une récente étude publiée dans la revue Hôte cellulaire et microbeles chercheurs ont poursuivi de nouvelles approches qui pourraient aider à trouver des anticorps monoclonaux (mAb) ciblant largement les coronavirus (CoV), en particulier les genres bêta CoV.
Étude : Des anticorps rares et convergents ciblant l’hélice de la tige neutralisent largement divers bêtacoronavirus. Crédit d’image : Naeblys/Shutterstock
Sommaire
Arrière plan
Trois sous-genres de bétacoronavirus provoquent des maladies respiratoires chez l’homme. Les bêtacoronavirus de la lignée A, y compris HCoV-OC43 et HCoV-HKU1, provoquent des infections bénignes des voies respiratoires supérieures. Le syndrome respiratoire du Moyen-Orient CoV (MERS-CoV), le SARS-CoV et le syndrome respiratoire aigu sévère CoV-2 (SARS-CoV-2) sont des bêtaCoV des lignées C et B, respectivement, qui ont causé trois épidémies récentes au cours des deux dernières décennies et fait des millions de morts dans le monde.
Actuellement, le plus préoccupant est l’émergence du sous-variant BA.5 du SARS-CoV-2 Omicron, qui est résistant à la plupart des mAb disponibles en clinique. Ainsi, il existe un besoin urgent de mAbs thérapeutiques qui ciblent largement les bêta-CoV.
À propos de l’étude
La présente étude a recruté 19 donneurs convalescents COVID-19 qui ont montré une réactivité plasmatique à divers bêta-CoV. Ils ont obtenu 673 671 immunoglobulines G (IgG +) et 305 142 cellules B mémoire IgA + (MBC) de ces donneurs, qu’ils ont criblés à l’aide d’un flux de travail en deux étapes. Ce flux de travail a utilisé des cultures de cellules B oligoclonales et monoclonales séquentielles pour identifier les cellules B d’intérêt.
Les chercheurs ont testé le panel de mAb comprenant 55 mAb largement réactifs pour la liaison au domaine de liaison au récepteur SARS-CoV-2 (RBD), au domaine N-terminal (NTD), S1 et S2. Les analyses de cytométrie en flux ont révélé que la sous-unité S2 du pic SARS-CoV-2 était la cible de la majorité des mAb. Une analyse subséquente de regroupement d’épitopes basée sur la résonance plasmonique de surface (SPR) a démontré que les mAb pouvaient être divisés en deux groupes ciblant différentes régions de peptides de fusion. En outre, l’équipe a évalué l’ampleur et la puissance de la neutralisation du panel mAb de l’étude.
Tout d’abord, l’équipe a effectué un alignement de séquences de 28 isolats représentant les cinq sous-genres de bétacoronavirus pour déterminer le degré de conservation de la séquence de l’hélice de la tige parmi les bêta-CoV. Ensuite, ils ont étudié le profil génétique des mAb spécifiques à l’hélice de la tige. Ils ont donc examiné leur utilisation du gène V de la chaîne lourde et légère et leurs séquences d’acides aminés de la région 3 déterminant la complémentarité (CDR3). En outre, ils ont comparé la puissance et l’étendue des mAb IGHV1-46/IGKV3-20 aux autres mAb largement réactifs.
L’équipe a effectué une analyse d’alanine sur le peptide de l’hélice de la tige pour déterminer si les mAb IGHV1-46/IGKV3-20 formaient préférentiellement des contacts avec un ensemble distinct d’acides aminés des autres mAb ciblant ce site. De plus, ils ont utilisé le test de mutagenèse du fusil de chasse S pour examiner le profil de liaison de COV89-22, le mAb ciblant l’hélice de la tige le plus puissant du panel d’étude, car il était le moins susceptible aux mutations dans la région de l’hélice de la tige.
Résultats de l’étude
Les chercheurs ont identifié 55 anticorps monoclonaux de donneurs convalescents COVID-19 qui se sont liés à diverses protéines bêta CoV S. Les acides aminés, F1148, E1151, K1157 et N1158 dans l’hélice de la tige sont hautement conservés (> 90 %) dans les sous-genres de bétacoronavirus. Cependant, les alphaCoV humains, HCoV-229E et HCoV-NL63 ont des séquences divergentes à cet endroit. Tous les COV du SARS-CoV-2 identifiés à ce jour, y compris le sous-variant BA.5 d’Omicron, ont des séquences identiques dans cette région.
Ainsi, la plupart des mAb ciblaient un épitope S2 qui comprenait le résidu K814 et n’était pas neutralisant. De plus, 11 anticorps ciblant l’hélice de la tige de la sous-unité S2 ont neutralisé les bêta-CoV de différentes lignées. Pourtant, aucun des 55 mAbs n’a pu neutraliser le HCoV-NL63 (un alphacoronavirus), même à la concentration testée la plus élevée de 100 μg/mL.
Huit anticorps de ce groupe, dont les six neutralisants les plus larges et les plus puissants, ont été codés par IGHV1-46 et IGKV3-20. La combinaison IGHV1-46/IGKV3-20 a été utilisée très fréquemment (72,7 %) par les mAb ciblant l’hélice de la tige, suggérant une sélection positive due à une liaison favorable à l’hélice de la tige. En outre, la réaction du centre germinal a amélioré la réponse des anticorps à ce site.
conclusion
Ces résultats ont identifié une classe d’anticorps IGHV1-46/IGKV3-20 qui ont largement neutralisé les bêta-CoV en ciblant l’hélice de la tige. Cependant, ces anticorps ne constituaient qu’une petite fraction des anticorps largement réactifs aux bêta-CoV après une infection par le SRAS-CoV-2. La sous-unité S2, qui est plus conservée que S1, est actuellement explorée comme candidate pour les vaccins contre les coronavirus de nouvelle génération. Les résultats de l’étude ont montré qu’une construction vaccinale ciblée qui déclenchait une réponse immunitaire sur l’hélice de la tige et évitait le site immunodominant K814 + qui masquait ce site pourrait être prometteuse contre divers bêtaCoV.
Les structures cristallines de trois anticorps de cette classe à une résolution de 1, 5 à 1, 75 Å et les données de mutagenèse ont révélé un mode conservé de liaison de mAb puissants spécifiques à l’hélice de la tige. Ce mode d’interaction pourrait servir de modèle pour la conception d’une construction de vaccin qui provoque la réponse d’anticorps souhaitée, c’est-à-dire des immunogènes ciblant la lignée germinale qui activent les lignées de cellules B.
Les mAb ciblant l’hélice de la tige ont montré des in vitro puissance de neutralisation par rapport aux mAb spécifiques au RBD, tels que le sotrovimab. Il ne reflète pas toujours l’efficacité chez l’homme, car d’autres facteurs, tels que l’activité Fc, contribuent également à la protection. En fait, le COV89-22, un mAb spécifique à l’hélice de la tige, a été efficace pour prévenir la maladie médiée par le SRAS-CoV-2 dans un modèle de hamster ; ainsi, des études devraient explorer davantage son utilisation.
