Une étude récente publiée sur bioRxiv* Le serveur de prétirage a démontré divers traits, y compris les voies d’entrée et la sensibilité aux réponses anticorps induites par la vaccination par les variantes d’Omicron du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2).
Étude : Caractérisation des voies d’entrée, des résidus ACE2 spécifiques à l’espèce déterminant l’entrée et l’évasion de la neutralisation des anticorps des variantes Omicron BA.1, BA.1.1, BA.2 et BA.3. Crédit d’image : NIAID
Sommaire
Arrière plan
Plusieurs variantes préoccupantes du SRAS-CoV-2 (COV) présentant des caractéristiques d’évasion immunitaire améliorées, une affinité de liaison à l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) et une transmissibilité sont apparues depuis le début de la pandémie de maladie CoV 2019 (COVID-19), telles que les COV Omicron les plus récents. Les variantes Omicron du SRAS-CoV-2 ont été découvertes pour la première fois au Botswana fin novembre 2021, et diverses lignées Omicron sont apparues depuis, notamment BA.2, BA.1, BA.4, BA.3 et BA.5.
Lorsque Omicron BA.1 est apparu, il a rapidement remplacé le COV dominant SARS-CoV-2 Delta. En outre, la variante Omicron BA.1 est devenue mondialement répandue en raison de sa capacité à échapper à la neutralisation des anticorps et à sa transmissibilité améliorée. Par conséquent, plusieurs groupes scientifiques travaillent à élucider les processus d’infection par SARS-CoV-2 Omicron et leur sensibilité aux anticorps neutralisants induits par la vaccination COVID-19.
À propos de l’étude
Dans les travaux en cours, les chercheurs utilisant des pseudovirus ont évalué l’impact de la sérine protéase transmembranaire 2 (TMPRSS2) sur l’infection des variants SARS-CoV-2 Omicron BA.1.1, BA.1, BA.3 et BA.2 par rapport au SARS-CoV -2 souches ancestrales D614G.
L’équipe a analysé la sensibilité des variantes d’Omicron à la suppression par l’inhibiteur endosomal chloroquine et l’ACE2 soluble (sACE2) par rapport au D614G. Ils ont testé l’influence de la température sur la stabilité de la glycoprotéine de pointe (S) et donc sur l’infectivité sur la lignée cellulaire 293T en incubant les pseudovirus variants Omicron et D614G à 25 °C (température ambiante/TA), 4 °C, 37 °C, 32 °C, 50°C et 42°C pendant une heure ou 50°C pendant des durées variables.
Substitutions de la lignée Omicron dans l’épi. Des substitutions d’Omicron sont présentées dans une structure primaire de la protéine de pointe SARS-CoV-2, avec divers domaines et sites de clivage indiqués. SP, peptide signal ; NTD, domaine N-terminal ; RBD, domaine de liaison au récepteur ; RBM, motif de liaison au récepteur ; C, domaine C ; D, domaine D; S1/S2, jonction de clivage furine des sous-unités S1/S2 ; UH, hélice amont ; FP, peptide de fusion ; HR1/2, répétition heptadique 1/2 ; CH, hélice centrale ; BH, épingle à cheveux bêta ; CD, domaine de connecteur ; SH, hélice de tige ; TM, domaine transmembranaire. Les substitutions communes aux COV Omicron (BA) sont indiquées en noir. Les substitutions uniques à BA.1 VOC sont indiquées en rouge. La substitution R346K présente en plus dans BA.1.1 est indiquée en bleu clair. Les substitutions uniques à BA.2 VOC sont indiquées en vert. Les substitutions dans BA.1 et BA.2 partagées par BA.3 VOC sont indiquées sous forme de résidus marqués d’un astérisque.
Les scientifiques ont examiné comment les variantes d’Omicron BA.2, BA.1, BA.1.1 et BA.3 utilisaient les orthologues ACE2 de 10 espèces hôtes différentes, y compris la chauve-souris chinoise en fer à cheval roux, le singe vert d’Afrique, le hamster chinois, le furet, la souris, le blanc -cerf à queue, hamster doré syrien, bovin, pangolin malais et porc. Des cellules 293T transfectées de manière transitoire avec les récepteurs ACE2 de chaque espèce ont été infectées à l’aide de pseudovirus exprimant les protéines S des variants Omicron et D614G.
De plus, les auteurs ont évalué les résidus dans Omicron et D614G Ss qui bloquent ou permettent l’infection des cellules exprimant l’ACE2 de souris et de chauve-souris en fer à cheval. Ils ont évalué si les substitutions Q498R et Q493R dans le motif de liaison au récepteur (RBM) d’Omicron S aident ou empêchent l’entrée des pseudovirus d’Omicron dans les cellules présentant respectivement l’ACE2 de souris et de chauve-souris en fer à cheval.
De plus, l’équipe a analysé la capacité de neutralisation du sérum chez les personnes vaccinées qui avaient reçu trois doses du vaccin à acide ribonucléique messager (ARNm) COVID-19 Pfizer/BNT162b2 (série de primovaccination en deux doses plus une troisième dose de rappel). Ils ont également évalué les sérums récupérés de cinq personnes vaccinées qui ont eu une percée d’infection après le rappel entre décembre 2021 et janvier 2022, lorsque les souches BA.1.1 ou BA.1 étaient les plus courantes.
Résultats
Les résultats de l’étude ont démontré que par rapport à la souche D614G ancestrale du SRAS-CoV-2, l’infection par les variantes Omicron BA.2, BA.1, BA.1.1 et BA.3 était moins impactée par TMPRSS2, indiquant que les variantes Omicron étaient plus vulnérable à l’inhibition de l’entrée endosomale. Les variants SARS-CoV-2 Omicron avaient une sensibilité plus élevée au sACE2 et à la chloroquine par rapport à la séquence D614G ancestrale.
Les mutants Omicron ont également utilisé les récepteurs ACE2 plus efficacement chez neuf des 10 espèces animales évaluées. En outre, en raison des substitutions Q498R et Q493R S, Omicron a utilisé l’ACE2 de souris pour le contraste d’entrée avec la forme D614G. Néanmoins, la substitution Q493R interdit aux mutants Omicron d’utiliser l’ACE2 de la chauve-souris chinoise en fer à cheval roux.
En fin de compte, les sérums de personnes complètement vaccinées (trois doses du vaccin SARS-CoV-2 Pfizer/BNT162b2) et de participants entièrement vaccinés avec une percée d’infection Omicron neutralisent efficacement les pseudovirus contenant les protéines S des variantes Omicron et D614G. Les sujets vaccinés à trois doses avaient des degrés identiques de neutralisation contre les sous-lignées Omicron BA.2, BA.1, BA.1.1 et BA.3. D’autre part, la neutralisation des variantes d’Omicron par des anticorps générés par trois doses de vaccin BNT162b2 était sept à huit fois moins efficace que le D614G, les variantes d’Omicron échappant encore plus efficacement à la neutralisation.
Entrée du pseudovirus de la lignée Omicron dans des cellules exprimant ACE2 de différentes espèces. Infectivité du D614G (UN), BA.1 (B) BA.2 (C) BA.3 (ré) BA.1.1 (E), Q493R (F), Q498R (g), S373P (H) et Y453F (je) pseudovirus sur des cellules 293T transfectées de manière transitoire avec des orthologues ACE2 des espèces indiquées. L’ACE2 du singe vert d’Afrique est désigné par « AGM ». Les cellules 293T exprimant l’ACE2 des espèces indiquées, ainsi que les cellules témoins 293T.ACE2 exprimant de manière stable l’ACE2 humain, ont été simultanément infectées par 106 RLU/ml des pseudovirus indiqués. Les activités de la luciférase ont été déterminées 48 heures après l’infection. Remarque : ‘ns’ signifie non significatif. Les différences significatives d’infectiosité entre chaque espèce ACE2 par rapport au contrôle pcDNA3.1 pour les pseudovirus sont indiquées par des astérisques, * : p ≤ 0,05 ; ** :p ≤ 0,01 ; *** :p ≤ 0,0005 ; ****:p ≤ 0,0001. La ligne pointillée indique une infection de fond. Les résultats présentés sont représentatifs de trois expériences indépendantes avec huit répétitions intra-essai. L’interface SARS-CoV-2 Omicron RBD-ACE2 (PDB : 7WBP) est illustrée avec des résidus de contact sous forme de bâtons à l’interface RBD-ACE2 (JM). Le SARS-CoV-2 Omicron RBD et ACE2 sont colorés respectivement en gris et cyan. Les positions dans RBD (bleu) qui entrent en contact avec les résidus ACE2 (rouge) sont mises en évidence. Les positions des résidus sont indiquées par des flèches. Les interactions SARS-CoV-2 RBD/ACE2 entre 493R/E35 (J), R493/K35 (K), Q493/K35 (L) et R498/D38-H353 (M) sont indiqués.
conclusion
Les résultats de l’étude étaient cohérents avec les rapports antérieurs indiquant une utilisation plus élevée de la voie d’entrée endosomale par les variants SARS-CoV-2 Omicron dans les cellules hébergeant uniquement ACE2. Cependant, l’équipe a découvert que la coexpression de TMPRSS2 augmentait l’infection. Les auteurs ont rapporté que les variantes Omicron BA.2, BA.1 et BA.1.1 étaient plus et de manière similaire sensibles à l’inhibition par le monomère sACE2 (trois fois par rapport à D614G), tandis que D614G et BA.3 étaient relativement moins sensibles.
Les présents résultats révèlent également que les protéines de la lignée S d’Omicron utilisent plus efficacement les récepteurs ACE2 de nombreuses espèces animales pour l’entrée. Les altérations S dans les mutants Omicron BA.2, BA.1, BA.1.1 et BA.3 permettent une utilisation robuste d’une variété d’orthologues ACE2 pour l’entrée, augmentant potentiellement le risque que les variantes d’Omicron infectent les espèces animales et se propagent. aux humains.
Les résultats de l’évaluation des vaccinés à trois doses étaient compatibles avec de nombreuses études récentes soulignant que les réponses d’anticorps déclenchées par le vaccin à ARNm à trois doses contre les COV d’Omicron étaient plus puissantes et plus larges. Selon les découvertes actuelles et les données d’autres sources, les infections percées ont augmenté l’immunité préexistante établie par trois doses de vaccin COVID-19 Pfizer/BNT162b2, évoquant des anticorps qui neutralisent les souches ancestrales du SRAS-CoV-2, les variantes Omicron, Beta, Delta et Alpha.
*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.
