Dans une récente étude publiée sur bioRxiv*serveur de préimpression, les chercheurs ont isolé un large panel d’anticorps largement neutralisants (bnAbs) de donneurs vaccinés récupérés contre la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19).
Sommaire
Contexte
L’émergence rapide des variantes préoccupantes (COV) du coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SRAS-CoV-2) a déclenché des efforts massifs pour le développement de vaccins et d’anticorps qui ciblent spécifiquement les régions les plus conservées du pic de SRAS-CoV-2 (S) protéine. La variante SARS-CoV-2 Omicron récemment apparue a montré une fuite des anticorps neutralisants (nAbs) ciblant les régions les plus conservées du domaine de liaison au récepteur (RBD).
La région S2 sur le pic du SRAS-CoV-2 abrite des épitopes neutralisants et est intéressante en tant que cible pour générer des vaccins efficaces contre les COV du SRAS-CoV-2 et plus particulièrement le pan-bétacoronavirus (b-CoV).
Il est nécessaire d’avoir une stratégie rationnelle en termes de conception de vaccin contre le SRAS-CoV-2 qui favorise un panel de bnAb plutôt qu’un seul anticorps monoclonal pour définir avec précision les épitopes largement neutralisants et pour déterminer les caractéristiques des nAb préjudiciables à une large neutralisation.
Étudier le design
Dans cette étude, les chercheurs ont collecté des échantillons de sérum des donneurs COVID-19 convalescents, des donneurs vaccinés et des donneurs vaccinés COVID-19 récupérés. Des lignées cellulaires FreeStyle293-F, Expi293F, HEK293T et HeLa-ACE2 ont été utilisées, et une cytométrie en flux d’échantillons de cellules mononucléaires du sang périphérique (PBMC) pour le profilage des lymphocytes B et l’isolement des anticorps monoclonaux (mAbs) a été réalisée. Le dosage immuno-sorbant lié à une enzyme (ELISA) a été utilisé pour détecter la réactivité des anticorps contre des peptides de substitution d’alanine uniques, et l’équipe a également effectué un test de neutralisation virale pseudotypé.
Le test polyréactif épithélial humain de type 2 (HEp2) a été utilisé pour estimer la réactivité des anticorps monoclonaux avec HEp2. L’interférométrie de biocouche (BLI) a mesuré la liaison d’un anticorps monoclonal avec des protéines S. Une analyse immunogénétique des anticorps des séquences des chaînes légères et lourdes des anticorps matures a été effectuée.
Résultats
Les résultats de l’étude ont démontré que les sérums de donneurs récupérés ou vaccinés par COVID-19 présentaient une liaison faible ou nulle aux peptides tige-hélice de pointe des β-CoV humains. Cependant, 80 % des sérums de donneurs récupérés et vaccinés au COVID-19 ont démontré une liaison croisée efficace aux peptides.
Les chercheurs ont trié 36% de cellules B spécifiques à la protéine S du SRAS-CoV-2 dont une partie importante réagissait de manière croisée à la protéine S du MERS-CoV. Parmi les dix donneurs convalescents, un total de 358 cellules B simples doublement positives spécifiques de la protéine S SARS-CoV-2:MERS-CoV ont été récupérées.
La neutralisation des mAbs de l’hélice souche par le clade 1a et le clade 1b utilisant l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) utilisant le sarbecovirus et le MERS-CoV a été examinée. Il a été noté que les 32 lignées de bnAbs à hélice souche ont neutralisé les cinq sarbecovirus avec une puissance neutralisante variable. Les bnAbs ont neutralisé le clade 1a du SHC014 et le clade 1b du SRAS-CoV-2 de manière plus adéquate que les autres sarbecovirus, mais peu de bnAbs ont neutralisé tous les virus avec IC50 plage de titre de neutralisation de 0,1 à 3 µg/ml.
Parmi les 32 lignées de bnAbs, 72 % des bnAbs ont neutralisé le MERS-CoV, mais avec une puissance de neutralisation inférieure à celle du Sarbecovirus. Les bnAb sélectionnés étaient efficaces contre les COV du SARS-CoV-2 suivants : variantes Alpha, Beta, Gamma, Delta et Omicron.
L’analyse immunogénétique des séquences de bnAbs tige-hélice a démontré un enrichissement de 63 % et 22 % de la chaîne lourde d’immunoglobuline (IGHV1-46) et du gène IGHV3-23, respectivement, par rapport aux fréquences de la lignée germinale humaine au départ. Le gène de la lignée germinale IGHV1-46 était enrichi à 78 % en bnAb en hélice de tige qui a démontré la neutralisation du MERS-CoV en plus du sarbecovirus.
L’équipe a observé que l’affinité obligatoire des mAbs aux peptides de tige-hélice de SARS-CoV-2 était plus élevée que MERS-CoV. Aucune association n’a été notée avec la liaison des hypermutations somatiques de la chaîne légère ou lourde (SHM) avec les peptides tige-hélice du MERS-CoV ou du SARS-CoV-2 ou la neutralisation virale correspondante. Dans l’ensemble, une contribution significative des résidus de la lignée germinale codée à la liaison de l’épitope a été observée, ce qui était cohérent avec l’enrichissement de quelques caractéristiques génétiques de la lignée germinale d’anticorps.
Les résultats ont révélé que bien que le niveau de SHM ne soit pas corrélé à la liaison ou à la neutralisation, les mutations dans les anticorps clés étaient essentielles pour que le phénotype de neutralisation atteigne une affinité adéquate pour la neutralisation.
Les chercheurs ont effectué la liaison de 32 bnAbs de tige-hélice avec le mutant alanine du SRAS-CoV-2 pour mesurer ses spécificités d’épitope et le lien potentiel avec les caractéristiques immunogénétiques des anticorps. Ils ont identifié trois résidus de noyau hydrophobes qui forment un épitope de noyau et étaient des cibles importantes des bnAb en hélice de tige de pointe.
L’efficacité protectrice de deux bnAb à hélice souche – CC68.109 et CC99.103 – a été déterminée contre le SRAS-CoV-2, le SRAS-CoV-1 et le MERS-CoV chez des souris Balb/c adultes âgées. Les animaux traités aux bnAb à hélice souche ont montré une réduction considérable de la perte de poids et des hémorragies et une fonction pulmonaire optimale, soulignant le rôle protecteur des bnAb dans le groupe de provocation des bétacoronavirus, les bnAb CC99.103 provoquant un effet protecteur légèrement supérieur par rapport au CC68. 109 milliards Abs.
Conclusion
Les résultats de l’étude ont démontré l’isolement d’un vaste panel de bnAbs de bétacoronavirus et ont révélé le fondement moléculaire de la large protection qu’ils offrent. Les bnAbs ont ciblé une région S2 conservée sur la machinerie de fusion des pointes de bétacoronavirus. Les bnAbs ont montré une forte protection in vivo contre les pan-bétacoronavirus – SARS-CoV-1, SARS-CoV-2 et MERS-CoV – qui se sont répandus au cours des 20 dernières années chez l’homme pour provoquer une maladie grave.
Les bnAb anti-S2 ont fourni un cadre détaillé de nouvelles opportunités d’interventions basées sur les anticorps et peuvent être utilisés pour contrer les retombées des bétacoronavirus en développant des vaccins pan-bétacoronavirus.
*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.
