Toutes les variantes du SARS-CoV-2 neutralisées par un nouvel anticorps puissant

Dans une récente étude publiée dans la revue Sciences Immunologieles chercheurs ont décrit un modèle de souris utilisé pour générer un V_H1-2 chaîne lourde (HC)- et V_κ1-33 anticorps recombinant à base de chaîne légère (LC) qui a largement neutralisé toutes les variantes du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), y compris la nouvelle sous-variante Omicron BA.5.

Étude : Un anticorps d’un seul être humain V_H-la souris de réarrangement neutralise toutes les variantes du SARS-CoV-2 via BA.5 en inhibant la fusion membranaire. ​​​​​​​Crédit d’image : NIAID

Arrière plan

Les anticorps monoclonaux humains dérivés de cellules B de patients infectés par les variants précoces du SRAS-CoV-2 et d’individus vaccinés perdent rapidement leur efficacité avec l’émergence de nouveaux sous-variants d’Omicron. La protéine de pointe SARS-CoV-2 se lie au récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) à la surface de la cellule hôte. La protéine de pointe est constituée de sous-unités S1 liées de manière non covalente, qui contient le domaine de liaison au récepteur (RBD), et S2, qui ancre la protéine de pointe et forme le pore de fusion après le clivage de la protéine de pointe.

Les anticorps neutralisants contre le SRAS-CoV-2 inhibent la liaison du RBD avec le récepteur ACE2 en se liant directement au motif de liaison du récepteur ACE2 (RBM) ou en se liant à l’extérieur du RBM et en inhibant la liaison ACE2. Certains anticorps neutralisants n’inhibent pas la liaison au récepteur ACE2 mais empêchent l’infection de la cellule par le SRAS-CoV-2 en déstabilisant le trimère de la protéine de pointe.

La diversité des anticorps est déterminée par les séquences de régions variables codant pour la région de complémentarité de contact avec l’antigène-3 (CDR3), qui se trouvent dans le V_H et V_κ segments du gène de l’immunoglobuline. Le processus de recombinaison V(D)J peut générer un répertoire d’anticorps diversifié et présenter des pistes thérapeutiques potentielles pour combattre le SRAS-CoV-2 et ses variantes.

À propos de l’étude

La présente étude a utilisé un modèle de souris humanisée pour générer un répertoire de récepteurs de cellules B primaires (BCR) en utilisant la recombinaison V(D)J du HC V humain_H1-2 et LC V humain_κ1-33. Les modifications jonctionnelles non modélisées au cours de la recombinaison V(D)J ont généré diverses séquences CDR3 de contact avec l’antigène, ce qui a abouti à un répertoire BCR primaire humanisé varié. Ces souris humanisées ont ensuite été immunisées avec des immunogènes protéiques de pointe de la souche originale Wuhan-Hu-1 de SARS-CoV-2 pour produire des anticorps monoclonaux thérapeutiques.

Des souris humanisées portant des gènes d’immunoglobuline ont déjà produit des anticorps monoclonaux qui ont neutralisé avec succès certaines des variantes du SRAS-CoV-2, mais n’ont pas été développés pour produire des anticorps qui neutralisent les sous-variantes d’Omicron circulant actuellement dans la population. Par conséquent, les chercheurs ont utilisé la capacité des modifications jonctionnelles V(D)J pour générer diverses séquences CDR3 de contact avec l’antigène, qui sont codées par V_H et V_κ segments, pour produire de grands répertoires BCR primaires humains qui pourraient potentiellement neutraliser toutes les variantes du SRAS-CoV-2.

Résultats

Les résultats de l’étude rapportent la génération de plusieurs V_H1-2/V_κLes anticorps neutralisants à base de 1-33, dont deux anticorps (VHH7-5-82 et VHH7-7-53) étaient similaires aux anticorps antérieurs dans leur mécanisme d’action. Ils ont bloqué la protéine de pointe SARS-CoV-2 en se liant à un épitomé chevauchant RBM. Cependant, l’étude rapporte également un anticorps largement neutralisant, SP1-11, qui a inhibé l’infection par le SRAS-CoV-2 par un mécanisme de liaison aux récepteurs non ACE2.

Le SP1-77 a puissamment neutralisé les COV du SRAS-CoV-2, y compris les sous-variantes d’Omicron. (UN) Le tableau montre les activités de neutralisation (IC₅₀: Haut; IC₈₀: en bas) de trois anticorps monoclonaux dirigés contre tous les variants préoccupants (VOC) et certains variants d’intérêt (VOI) dans les essais de neutralisation de pseudovirus. Des expériences ont été faites dans des cellules 293 T/ACE2. Les courbes de neutralisation ont été présentées sur la figure S4A. Les mutations sur les protéines de pointe de différentes variantes ont été répertoriées dans le tableau S4. Les données étaient représentatives de 2 expériences biologiquement indépendantes pour la plupart des COV et VOI, mais une expérience pour BA.3. Chaque expérience indépendante contenait 2 répétitions techniques. IC₅₀ et IC₈₀ les valeurs ont été codées par couleur en fonction de la clé indiquée à droite. (B) Le tableau a montré les activités de neutralisation de trois anticorps contre les COV dans les tests de neutralisation du virus vivant PRNT. Les courbes de neutralisation ont été représentées sur la fig. S4C. Les données étaient représentatives d’une expérience indépendante avec 2 répétitions techniques. IC₅₀ et CI₉₀ les valeurs ont été codées par couleur en fonction de la clé indiquée à droite. (C) Reconstruction 3D finale des complexes Fab-S montrés en vue de dessus et vue de côté avec le S en gris et les Fab colorés (SP1-77 : vert ; VHH7-5-82 : bleu ; VHH7-7-53 : magenta).

L’anticorps SP1-77 se lie au RBD de la protéine de pointe, inhibant la dissociation de la sous-unité S1 et empêchant l’activation du peptide de fusion sur la sous-unité S2, empêchant finalement la formation de pores de fusion et l’entrée virale. De plus, les tests de pseudovirus ont révélé que l’anticorps SP1-77 avait une activité neutralisante plus large que VHH7-5-82 et VHH7-7-53 et neutralisait toutes les variantes du SRAS-CoV-2, y compris la dernière sous-variante BA.5 d’Omicron.

L’essai de microscopie de feuille de lumière en réseau (LLSM) a montré que SP1-77 n’a pas inhibé l’endocytose de l’entrée du SRAS-CoV-2 mais a neutralisé le virus en empêchant la fusion en aval de la membrane virale avec la cellule hôte. De plus, des études de microscopie électronique cryogénique (Cryo-EM) ont montré que SP1-77 se liait à un épitope RBD SARS-CoV-2 différent par rapport à d’autres anticorps neutralisants caractérisés.

conclusion

Pour conclure, cette étude rapporte la génération d’un anticorps monoclonal largement neutralisant développé à l’aide d’un modèle de souris humanisée portant un seul V_H1-2 chaîne lourde (HC) et V_κ1-33 segments de chaîne légère (LC). L’anticorps SP1-77 diffère des anticorps monoclonaux précédents par le mécanisme d’inhibition du SARS-CoV-2, ainsi que par l’épitope de liaison du SARS-CoV-2 RBD.

Selon les auteurs, de futures études mutagènes sont nécessaires pour comprendre les résidus spécifiques qui déterminent la liaison de SP1-77 au RBD. Des études de neutralisation de virus vivants établissant in vivo puissance de l’anticorps sont également nécessaires pour confirmer le potentiel thérapeutique de cet anticorps. Le mécanisme non traditionnel de neutralisation présenté par SP1-77 peut également influencer les stratégies vaccinales contre les nouvelles variantes émergentes du SRAS-CoV-2.

Dans l’ensemble, l’étude a établi un prototype réussi pour l’utilisation de modèles de souris humanisées portant V_H et V_κ segments pour générer une diversité d’anticorps et a démontré le potentiel de l’utilisation de modèles de souris pour développer des anticorps humanisés contre divers agents pathogènes.