Des scientifiques des États-Unis ont récemment caractérisé un panel d’anticorps anti-coronavirus 2 (SARS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère pour identifier les caractéristiques moléculaires des réponses des anticorps publics à la protéine de pointe du SARS-CoV-2.
Étudier: Une étude systématique à grande échelle des anticorps SARS-CoV-2 révèle des caractéristiques moléculaires récurrentes. Crédits image : Mongkolchon Akesin/Shutterstock
L’étude est actuellement disponible sur le nioRxiv* serveur de préimpression pendant que l’article passe en revue par les pairs.
Sommaire
Fond
Depuis le début de la pandémie de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), de nombreuses études ont été menées pour caractériser les réponses immunitaires humorales suscitées par l’infection naturelle par le SRAS-CoV-2 et la vaccination. De nombreux anticorps monoclonaux ciblant la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 ont été isolés et caractérisés comme une tentative d’identification d’interventions thérapeutiques efficaces.
La protéine de pointe SARS-CoV-2 possède trois domaines principaux, dont le domaine de liaison au récepteur (RBD), le domaine N-terminal (NTD) et le domaine S2. Parmi ces domaines, le RBD est hautement immunogène et a été considéré comme la cible principale pour le développement d’anticorps neutralisants.
Une réponse anticorps publique définit un groupe d’anticorps spécifiques d’antigènes isolés de différents individus qui partagent des éléments génétiques et des modes de reconnaissance d’antigènes. La stratégie la plus courante pour étudier la réponse des anticorps publics consiste à identifier les anticorps de différents individus qui partagent le même gène de variable lourde d’immunoglobuline (IGHV) et les mêmes séquences H3 de la région déterminante de la complémentarité (CDR).
Dans la présente étude, les scientifiques ont mené une revue systématique de la littérature et préparé un vaste ensemble de données d’anticorps monoclonaux anti-SRAS-CoV-2 avec des informations sur les donneurs. À l’aide de l’ensemble de données, ils ont étudié la réponse des anticorps publics à la protéine de pointe du SRAS-CoV-2.
Remarques importantes
Les scientifiques ont analysé un total de 88 articles publiés et 13 brevets et ont préparé un ensemble de données de plus de 8 000 anticorps monoclonaux anti-SARS-CoV-2 isolés de plus de 200 donneurs.
Ils ont analysé l’utilisation du gène variable (V) de l’immunoglobuline et ont observé que les anticorps ciblant le RBD, la NTD et le S2 ont des modèles distincts d’utilisation du gène V. Compte tenu de l’importance de CDR H3 dans la détermination de la liaison antigène-anticorps, ils ont déterminé la convergence des séquences CDR H3 parmi les anticorps anti-spike. Les résultats révèlent que les réponses des anticorps publics au RBD et au S2 dépendent en grande partie de la séquence CDR H3, alors que les sites de liaison à l’antigène (paratope) de la plupart des anticorps anti-NTD ne sont pas dominés par le CDR H3.
Ils ont identifié un ensemble d’anticorps avec des paratopes principalement composés de CDR H3 et de chaînes légères. De plus, ils ont observé un enrichissement élevé d’un gène delta constant lourd (IGHD) d’immunoglobuline (IGHD1-26) parmi les anticorps anti-S2, qui étaient principalement codés par le gène IGHV3-30. Environ 70 % de ces anticorps ont un CDR H3 de 14 acides aminés. Avec une analyse plus approfondie, ils ont remarqué que la réponse d’anticorps publics IGHD-dépendante à S2 est principalement entraînée par la chaîne lourde et que IGHV3-30/IGHD1-26 représente une réponse d’anticorps publics à un épitope hautement conservé dans S2.
En analysant l’hypermutation somatique parmi les anticorps anti-SRAS-CoV-2, ils ont identifié plusieurs hypermutations somatiques récurrentes, notamment VH F27V, T28I et Y58F, dans des clonotypes publics codés par IGHV3-53/3-66. De plus, ils ont identifié quelques nouvelles hypermutations somatiques récurrentes des chaînes lourdes/légères, y compris VL S29R dans un clonotype public IGHV1-58/IGKV3-20.
Avec une analyse plus approfondie, ils ont observé que les anticorps appartenant au clonotype public IGHV1-58/IGKV3-20 se lient au pic RBD. Selon la littérature disponible, ces anticorps pourraient être induits à la fois par la vaccination et l’infection par des variantes distinctes du SRAS-CoV-2. De plus, ces anticorps sont très efficaces pour neutraliser différentes variantes préoccupantes du SRAS-CoV-2 (COV).
En analysant la structure du complexe antigène-anticorps, ils ont identifié que VL S29R forme un pont salin avec une autre hypermutation somatique pour stabiliser l’interaction antigène-anticorps.
Analyse de la spécificité antigénique
Les scientifiques ont utilisé un modèle d’apprentissage en profondeur pour différencier les anticorps anti-spike et antigrippaux de l’hémagglutinine (HA). Ils ont entraîné le modèle avec six séquences CDR (H1, H2, H3, L1, L2 et L3) et ont utilisé un total de 4 736 anticorps anti-pic et 2 204 anticorps anti-HA pour l’analyse.
Le modèle a montré les performances les plus élevées pour distinguer les anticorps spécifiques de l’antigène lorsqu’il a été entraîné par les six CDR. Une performance similaire a également été obtenue lors de l’entraînement par trois CDR à chaîne lourde (H1, H2 et H3). Lorsqu’il a été entraîné par trois CDR à chaîne légère, le modèle a fonctionné de manière raisonnable. Cela indique que les informations moléculaires stockées dans la séquence de la chaîne lourde sont les plus précieuses pour déterminer la spécificité de l’antigène.
Importance de l’étude
L’étude identifie diverses caractéristiques moléculaires des réponses des anticorps publics à la protéine de pointe du SRAS-CoV-2. Comme l’ont mentionné les scientifiques, les résultats de l’étude peuvent être utilisés comme une ressource précieuse pour comprendre les aspects moléculaires qui déterminent la spécificité antigénique d’un anticorps.
*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, orienter la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.
