Une étude récente publiée dans la revue iScience ont rapporté que les nanoparticules (NP) co-affichant des protéines de pointe de différents sarbecovirus améliorent l’étendue des réponses neutralisantes.
Les vaccins contre la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) sont basés sur la protéine de pointe de la souche Wuhan-Hu-1 du coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SARS-CoV-2). Les variants mutants du SARS-CoV-2 sont moins sensibles aux réponses immunitaires induites par ces vaccins. En tant que tels, les vaccins incorporant une diversité de séquences peuvent augmenter la protection contre les nouvelles variantes du SRAS-CoV-2.
Auparavant, les auteurs ont décrit un vaccin NP à deux composants (I53-50) qui a induit des anticorps neutralisants (nAbs) contre le SRAS-CoV-2 dans des modèles animaux. Le I53-50 NP contient un composant 20-trimère (I53-50A, composant A) et un composant 12-pentamère (I53-50B, composant B). Les deux composants s’assemblent en particules icosaédriques.
Étude : La co-affichage de diverses protéines Spike sur des nanoparticules élargit les réponses des anticorps neutralisants du sarbecovirus.
L’étude et les conclusions
Dans la présente étude, les chercheurs ont exploité la plate-forme I53-50 pour co-afficher diverses protéines de pointe et évalué les réponses immunitaires. Tout d’abord, ils ont fusionné l’extrémité N-terminale du composant A à l’extrémité C-terminale de la protéine de pointe de la variante bêta via un lieur glycine-sérine. Ensuite, après purification, la protéine de fusion spike-A a été mélangée avec une quantité équimolaire de composant B pour l’assemblage.
Des NP mosaïques (co-affichant différentes protéines de pointe) ont été générées en mélangeant des protéines de fusion de pointe-A appropriées (de la souche ancestrale et de la variante bêta) à des quantités équimolaires avant d’ajouter le composant B. La microscopie électronique à coloration négative a confirmé l’assemblage des NP. Le test basé sur l’interférométrie de la biocouche (BLI) a révélé une forte liaison aux NP de pointe ancestrales par des anticorps monoclonaux spécifiques (mAbs).
De même, les mAb bêta-spécifiques ont montré une liaison robuste aux NP affichant la protéine de pointe bêta. Certains mAb ancestraux spécifiques à la pointe (qui ne se lient pas à la pointe bêta) et un autre mAb avec une puissance réduite pour la pointe bêta présentaient une liaison intermédiaire aux NP mosaïques. Ensuite, les auteurs ont immunisé des lapins aux semaines 0 et 4 avec des NP de pointe ancestrales, des NP de pointe bêta, un cocktail de NP ancestrales et de pointe bêta, ou des NP en mosaïque, et les ont saignés à 0, 4 et 6 semaines.
Un test de neutralisation du pseudovirus a été effectué pour évaluer la neutralisation des variants préoccupants du SRAS-CoV-2 (COV), du SRAS-CoV-1 et des CoV animaux (pangolin GD, WIV1 et SHC014). Les NP de pointe ancestrales ont induit les attrapes les plus puissants contre la souche ancestrale mais plus faibles contre les variantes, avec des titres sensiblement inférieurs contre les variantes bêta et Omicron.
Les titres neutralisants des NP bêta, cocktail et mosaïque contre la souche ancestrale, les variantes Alpha et Delta étaient similaires mais plusieurs fois améliorés contre les variantes bêta, gamma et Omicron par rapport aux NP ancestrales. Tous les animaux immunisés ont suscité des réponses neutralisantes significatives contre le SRAS-CoV-1 et les CoV animaux.
Ensuite, les chercheurs ont généré des NP affichant la pointe du SRAS-CoV-1 et des NP en mosaïque co-affichant des pointes du SRAS-CoV-1 et du SRAS-CoV-2. Comme précédemment, le test basé sur BLI a confirmé la génération de NP mosaïques. Ensuite, les chercheurs ont évalué l’immunogénicité des NP cocktail et mosaïque des pics de SARS-CoV-1 et SARS-CoV-2 chez les lapins et les souris.
Des souris et des lapins BALB/c ont été immunisés avec le cocktail ou les NP mosaïques à 0, 4 et 12 semaines et saignés à zéro et deux semaines après l’immunisation. Les auteurs ont réanalysé les données d’études précédentes qui utilisaient l’antigène de pointe soluble du SRAS-CoV-2 et les NP pour immuniser des lapins et des souris en utilisant le même schéma posologique. Les NP de pointe du SRAS-CoV-2 ont provoqué une neutralisation trois fois plus importante que les autres immunogènes chez la souris, bien que cela ne soit pas statistiquement significatif.
L’immunisation avec le pic SARS-CoV-2 soluble a induit les réponses neutralisantes les plus puissantes contre le SARS-CoV-2 ancestral chez les lapins. Les réponses nAb induites par les NP mosaïques et le cocktail étaient inférieures à celles provoquées par l’antigène de pointe soluble. Cependant, les titres de nAb étaient significativement plus puissants avec les NP cocktail et mosaïque contre le SRAS-CoV-1 que les antigènes de pointe solubles du SRAS-CoV-2 ou les NP.
Tous les immunogènes ont induit des nAb contre le CoV animal SHC014. Les NP cocktail et mosaïque ont induit les réponses nAb les plus robustes contre SHC014. Les NP de cocktail et de mosaïque ont montré une neutralisation contre le pangolin GD CoV à des niveaux similaires à ceux des NP de pointe du SRAS-CoV-2. Enfin, des échantillons de sérum de lapins immunisés ont été testés pour la neutralisation contre les COV du SRAS-CoV-2.
Les NP de cocktail et de mosaïque ont provoqué des titres de nAb environ deux à trois fois plus faibles contre la souche ancestrale et les COV que ceux induits par l’antigène de pointe soluble du SRAS-CoV-2 et les NP. La puissance neutralisante contre les COV du SRAS-CoV-2 a augmenté après la troisième immunisation (à la semaine 12), avec des titres 2 à 18 fois plus élevés chez les personnes immunisées avec des antigènes solubles ou des NP de pointe.
conclusion
Les auteurs ont noté que l’immunisation avec la protéine de pointe ancestrale a induit les réponses nAb les plus faibles contre le SRAS-CoV-2 Omicron. Curieusement, les réponses des nAb contre la variante Omicron se sont améliorées le plus lors de la troisième immunisation. Pour résumer, les résultats ont démontré que les protéines de pointe de différentes variantes du SRAS-CoV-2 et du SRAS-CoV-1 peuvent être co-affichées sur la plateforme I53-50 NP pour de larges réponses neutralisantes. De plus, les NP mosaïques qui induisent une immunité pan-sarbecovirus pourraient protéger contre de futures variantes.
