Une étude récente publiée sur bioRxiv* Le serveur de pré-impression a étudié la protection à large spectre fournie par les nanocorps hétéro-bivalents contre les variantes préoccupantes (COV) du coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SARS-CoV-2), comme Omicron.
Les vaccins contre la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) ont joué un rôle indispensable pour freiner les ravages causés par la pandémie. Cependant, l’émergence rapide des COV du SRAS-CoV-2 a affaibli l’efficacité de ces vaccins. Cela a appelé au développement urgent de médicaments thérapeutiques et prophylactiques contre les COV du SRAS-CoV-2.
Sommaire
À propos de l’étude
La présente étude a déterminé les aspects structuraux de deux nanobodies (Nbs) hétéro-bivalents de domaine de liaison au récepteur (RBD), à savoir aRBD-2-5 et aRBD-2-7, pour évaluer leurs capacités de liaison et de neutralisation contre les principaux SARS-CoV- 2 COV.
Les RBD SARS-CoV-2 de la souche de type sauvage (WT) et les COV Alpha, Beta, Delta et Omicron ont été transfectés en tant que vecteurs recombinants dans des cellules rénales embryonnaires humaines (HEK) – 293f. La résonance plasmonique de surface (SPR) a ensuite été réalisée et les affinités ont été mesurées à l’aide de différentes concentrations de RBD suivies d’un dosage immuno-enzymatique (ELISA).
L’équipe a également utilisé un test de micro-neutralisation et un test de neutralisation par réduction de plaque (PRNT) pour mesurer l’activité neutralisante des récepteurs d’anticorps (Fc) et des fusions Nb. Les plaques ont ensuite été comptées et la concentration inhibitrice de 50 % (IC50) provoquant la neutralisation a été évaluée.
Des souris transgéniques femelles humaines de l’enzyme de conversion de l’angiotensine I 2 (hACE2) ont été inoculées avec une dose d’aRBD-2-5-Fc 24 heures avant l’infection par le SRAS-CoV-2 WT tandis que des souris femelles A/J ont été inoculées avec une dose d’aRBD-2- Dose de 5-Fc 24 heures avant l’infection par le SRAS-CoV-2 adaptée à la souris. Des cellules non infectées et des cellules infectées sans anticorps ont été utilisées comme témoins.
L’évaluation prophylactique de l’aRBD-2-5-Fc a été réalisée en administrant une dose d’aRBD-2-5-Fc ou de solution saline tamponnée au phosphate (PBS) à des hamsters syriens femelles âgés de cinq à six semaines. Ces hamsters ont été infectés par le SARS-CoV-2 Omicron VOC après 24 heures. L’évaluation thérapeutique de l’aRBD-2-5-Fc a été réalisée par l’injection de SARS-CoV-2 Omicron VOC chez les hamsters, suivie d’une dose d’aRBD-2-5-Fc ou de PBS. L’analyse des titres et des copies d’ARN viral a ensuite été effectuée sur la trachée et les poumons du hamster après l’euthanasie.
Résultats
Les résultats de l’étude ont montré que l’épitope d’aRBD-2 était différent lorsqu’il était observé sur des RBD autres que celui d’aRBD-5 ou d’aRBD-7, tandis que les épitopes d’aRBD-5 et d’aRBD-7 se chevauchaient partiellement. L’aRBD2 Nb se lie au RBD en utilisant ses CDR2 (protéine 2 liée à la dégénérescence cérébelleuse) et CDR3. En outre, aRBD-2 chevauchait le site de liaison ACE2, indiquant la capacité de blocage de l’ACE2 de aRBD-2 tandis que aRBD-7 avait un petit chevauchement avec le site de liaison ACE2. Notamment, aRBD-5 a également été positionné de manière à pouvoir bloquer efficacement l’interaction RBD-ACE2.
La superposition des structures complexes cristallines avec la protéine de pointe a démontré que si les trois Nb pouvaient se lier au RBD dans la conformation «up», aRBD-5 et aRBD-7 pouvaient également se lier à la conformation «down» du RBD. L’exploration de l’effet des mutations RBD sur le Nbs a montré que l’aRBD-2 était lié aux COV Alpha et Delta avec des affinités similaires à celles du WT, tandis que des affinités réduites ont été observées avec les COV Beta et Omicron. aRBD-5 avait une affinité similaire à aRBD-2 pour WT mais avait une affinité insignifiante pour Beta VOC.
Les protéines de fusion du Nbs, aRBD-2-5 ont eu un effet synergique sur les affinités de liaison car elles ont montré de fortes affinités envers les RBD Beta et Omicron avec une constante de dissociation (Kré) valeurs de 714 et 171 picomolaires (pM), respectivement. En outre, l’aRBD-2-5 avait une affinité 46 fois plus élevée pour l’Omicron RBD par rapport à l’aRBD-2 seul. ELISA a montré que l’aRBD-2-Fc avait une affinité de liaison légèrement réduite pour les RBD Beta et Omicron par rapport à la souche WT. aRBD-2-7-Fc a également présenté une augmentation significative des affinités de liaison envers les RBD mutants par rapport à aRBD-2-Fc seul.
L’évaluation de l’efficacité de l’aRBD-2-5-Fc contre l’Omicron RBD à l’aide du modèle de hamster a montré que les niveaux viraux moyens dans les poumons et la trachée des hamsters euthanasiés étaient diminués dans les groupes de hamsters thérapeutiques et prophylactiques par rapport à la cohorte témoin. Alors que les niveaux d’ARN viral étaient détectables dans ces échantillons, les titres viraux étaient inférieurs à la limite de détection. Les groupes témoins, en revanche, présentaient des virus infectieux dans ces tissus.
Conclusion
Les découvertes d’étude ont prouvé que l’épitope nouveau découvert sur SARS-CoV-2 RBD pourrait être visé par Nbs comme l’aRBD-2 qui a efficacement empêché l’évasion de COV. Les Nb hétéro-bivalents, à savoir aRBD-2-5 et aRBD-2-7, se sont avérés bénéfiques pour fournir des affinités de liaison améliorées et des capacités de neutralisation envers les COV du SRAS-CoV-2. Les chercheurs pensent que cette découverte peut jouer un rôle crucial dans le développement de meilleures méthodes de traitement contre le COVID-19.
*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.
