Neutralisation du SRAS-CoV-2 par des anticorps monoclonaux neutralisants d’origine végétale

Dans une récente étude publiée dans la revue Vaccinsles chercheurs ont développé des anticorps monoclonaux (mAbs) à base de plantes contre le coronavirus-2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2).

La pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) a fait des ravages pendant plus de deux ans et a eu un impact négatif sur la santé et l’économie mondiales. Bien que plus de 11,4 milliards de vaccins COVID-19 aient été administrés dans le monde jusqu’à présent, et malgré l’efficacité des vaccins contre les maladies graves, la persistance des infections à COVID-19 avec l’émergence continue de nouveaux mutants du SRAS-CoV-2 sous-tend le développement de nouveaux mesures thérapeutiques et prophylactiques.

Les anticorps monoclonaux (mAbs) sont des agents thérapeutiques biologiques utilisés pour traiter diverses affections, notamment les cancers et les maladies infectieuses. Des anticorps monoclonaux neutralisants (nAbs) contre le SRAS-CoV-2 ont été isolés chez des individus convalescents et des souris humanisées. La plupart des attrapes inhibent l’infection par le SRAS-CoV-2 en se liant à la protéine virale de pointe (S), abrogeant sa capacité à s’engager avec le récepteur de la cellule hôte.

Les plantes pourraient servir de système alternatif pour la synthèse de mAb, et en tant que systèmes eucaryotes, elles présentent des modifications post-traductionnelles. De plus, la production de protéines dans les plantes pourrait être plus abordable et plus sûre avec une évolutivité plus facile que les méthodes conventionnelles.

Étude : Potentiel d’un anticorps monoclonal neutralisant SARS-CoV-2 fabriqué à partir de plantes en tant que composant de cocktail synergique. Crédit d’image : SINITAR/Shutterstock

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont développé deux attrapes végétaux et ont évalué leur efficacité. Les séquences variables de gènes légers (VL) et lourds (VH) des anticorps CA1 et CB6 ont été adaptées aux codons pour l’expression dans le système végétal et synthétisées par des technologies intégrées d’acide désoxyribonucléique (ADN) (IDT). Ces séquences ont été ligaturées à des régions constantes d’anticorps humains, clonées dans un vecteur d’expression et transformées en Agrobacterium tumefaciens.

Feuilles de Nicotiana benthamiana les plantes ont été récoltées sept jours après l’agroinfiltration. Les anticorps ont été extraits des feuilles et une chromatographie d’affinité sur la protéine A a été réalisée. Après purification, les anticorps fabriqués par la plante ont été évalués par analyse Western blot et électrophorèse sur gel de dodécylsulfate de sodium (SDS)-polyacrylamide (PAGE).

L’expression temporelle des anticorps a été analysée à l’aide d’un dosage immuno-enzymatique sandwich (ELISA). La liaison de l’anticorps au domaine de liaison au récepteur (RBD) de la souche SARS-CoV-2 WA1 a été déterminée par ELISA. Un test de formation de foyer (FFA) a été réalisé pour étudier le pouvoir neutralisant des anticorps.

Résultats

Les auteurs ont découvert que les anticorps fabriqués par les plantes étaient très homogènes et que leur pureté était comparable à celle des anticorps témoins produits par des cellules de mammifères. L’analyse de l’expression temporelle a révélé que l’expression de CA1 atteignait des niveaux maximaux, c’est-à-dire 157,4 µg par gramme de poids de feuille fraîche (FLW), sept jours après l’agroinfiltration. De même, l’expression de CB6 a culminé à 141,6 µg/g de FLW après sept jours. Les constantes de dissociation (K_ré) étaient de 0,04938 nM (CA1) et 0,1274 nM (CB6). Les anticorps fabriqués par la plante ont neutralisé la souche WA1 avec une concentration inhibitrice demi-maximale (IC₅₀) de 9,29 nM pour CA1 et 0,93 nM pour CB6.

De plus, la variante SARS-CoV-2 Delta a également été neutralisée par CB6 (IC₅₀: 0,75 nM) et CA1 (89,87 nM). Un ELISA compétitif a révélé qu’aucun des anticorps fabriqués par les plantes n’entre en compétition avec le mAb CR3022 (synthétisé dans les hybridomes) pour se lier au RBD. De plus, aucune liaison de CB6 au RBD n’a été observée lorsque CA1 était déjà lié au RBD, ce qui indique que les deux attrapes sont en compétition pour la liaison du RBD. En outre, deux mAb supplémentaires produits par hybridome (11D7 et 3C4) ont été utilisés pour caractériser les anticorps produits par la plante. Les chercheurs ont noté un épitope chevauchant pour 3C4 et CR3022. En revanche, CB6 présentait une liaison à RBD déjà lié à 11D7 ou 3C4.

Ensuite, le potentiel synergique du CB5 d’origine végétale avec 11D7 et 3C4 pour neutraliser le SRAS-CoV-2 a été étudié. Les FFA ont été répétés avec CB6 en combinaison avec 3C4 ou 11D7 ou les deux. Les données sur la neutralisation ont été analysées avec Loewe et les modèles à agent unique (HSA) les plus élevés en utilisant SynergyFinder pour prédire la synergie à IC_20, CI_30, et IC₅₀. Les chercheurs ont noté que les valeurs de neutralisation prédites à n’importe quelle concentration inhibitrice étaient inférieures à la neutralisation observée, indiquant une synergie de neutralisation entre CB6, 11D7 et 3C4 sous forme de cocktail double ou triple mAb.

conclusion

Les chercheurs ont montré que l’expression des mAb CA1 et CB6 atteint des niveaux d’accumulation maximaux sept jours après la délivrance du gène dans N. benthamiana, qui sont plus élevés que les niveaux observés pour les précédents anticorps anti-SARS-CoV-2 fabriqués à partir de plantes. Notamment, CR3022 mAb, synthétisé dans la plante dans des expériences parallèles, manquait d’activité neutralisante.

Les anticorps CA1 et CB6 ont neutralisé la souche SARS-CoV-2 WA1 et la variante Delta. Néanmoins, la puissance neutralisante réduite de CA1 contre la variante Delta indiquait que CA1 présenterait probablement une réduction supplémentaire de l’activité neutralisante contre les variantes émergentes. De plus, une neutralisation synergique a été observée lorsque le CB6 fabriqué à partir de plantes a été utilisé en combinaison avec d’autres mAb produits par des hybridomes.