Dans un article récent publié dans le Cellule Journal, les chercheurs ont démontré que les particules de type virus enveloppées (eVLP) s’auto-assemblent dans un complexe de tri endosomal requis pour le transport (ESCRT) – et la région de liaison de la protéine X (ALIX) interagissant avec l’ALG-2 (EABR) de l’appareil respiratoire aigu sévère la queue cytoplasmique de la pointe (S) du coronavirus 2 (SARS-CoV-2) du syndrome a suscité des réponses d’anticorps plus puissantes que les vaccins conventionnels à base d’acide ribonucléique messager (ARNm) SARS-CoV-2 S chez la souris.
Étude: Le recrutement d’ESCRT au pic SARS-CoV-2 induit des particules de type viral qui améliorent les vaccins à ARNm. Crédit d’image : CoronaBorealisStudio/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Plusieurs études cliniques ont démontré la plus grande efficacité des vaccins à ARNm contre la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) dans la prévention de plus de 90 % des cas de COVID-19 en suscitant des réponses des cellules B et T.
Cependant, leurs régimes d’amorçage n’ont pas réussi à combattre Omicron et ses sous-variantes, ce qui augmente le besoin de rappels fréquents pour maintenir les niveaux d’anticorps neutralisants (nAb).
Contrairement aux vaccins à base de nanoparticules protéiques, par exemple, NVX-CoV2373, qui imitent les virus en présentant des réseaux de protéines S, les vaccins à ARNm affichent des peptides viraux (formés par traduction d’ARNm) sur des molécules de classe I du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) pour activer les cellules T.
Pour stimuler l’activation des cellules B, les ARNm formulés dans des nanoparticules lipidiques (LNP) imitent une cellule infectée et expriment la protéine S du SRAS-CoV-2 à la surface de la cellule.
Les vaccins COVID-19 à base d’ARNm et de nanoparticules protéiques suscitent des titres de nAb comparables, un corrélat de la protection conférée par les vaccins.
L’obtention de titres de nAb plus élevés est cruciale car les niveaux d’anticorps diminuent/décroissent progressivement avec le temps. Cela rend un individu sensible aux percées d’infection par les variants préoccupants du SRAS-CoV-2 (COV) moins sensibles aux attrapes induits par le vaccin et l’infection naturelle.
Ainsi, la recherche d’un vaccin optimal se poursuit qui combine les attributs des nanoparticules d’ARNm-lipides (LNP) codant pour le S et des vaccins à base de nanoparticules protéiques, fournit une protéine S du SRAS-CoV-2 génétiquement codée qui déclenche l’auto-assemblage et la libération ultérieure de eVLP S-présentant pour l’activation des cellules T.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont d’abord fusionné des EABR de différentes sources, par exemple la protéine centrosomale humaine 55 (CEP55), et l’ont jointe à la queue cytoplasmique raccourcie de l’extrémité C de la protéine SARS-CoV-2 S.
L’unité est restée séparée par un court fragment de liaison composé de glycine (Gly) et de sérine (Ser). Notamment, CEP55 se lie à la protéine 101 du gène de susceptibilité tumorale (TSG101) et ALIX au cours de la cytokinèse.
À des fins de comparaison, ils ont utilisé trois domaines qui recrutent les protéines ESCRT au début du processus de bourgeonnement viral, à savoir les résidus 1 à 44 de la protéine VP40 du virus Ebola (EBOV), la protéine p9 du virus de l’anémie infectieuse équine (EIAV) et le virus de l’immunodéficience humaine. (VIH)-1 protéine p6.
En outre, ils ont ajouté un motif de prévention de l’endocytose (EPM) pour prolonger la durée d’interaction entre les protéines de fusion EABR et les protéines ESCRT à la surface cellulaire et, comme prévu, la production d’eVLP améliorée.
Ensuite, l’équipe a évalué les capacités de toutes les constructions fusionnées à générer des eVLP en transfectant des cellules Expi293F et en estimant la concentration d’eVLP dans les surnageants purifiés par ultracentrifugation.
En outre, ils ont utilisé un Western blot (WB) quantitatif pour détecter la présence et la concentration de SARS-CoV-2 S sur des eVLP purifiés pour des études in vivo. La multiplication des concentrations de protéine S1 des échantillons S-EABR eVLP par un facteur de 1,8 a montré la différence de poids moléculaire (MW) de S1 et de la protéine S pleine longueur.
L’équipe a également effectué une tomographie cryogénique électronique (cryo-ET) pour illustrer la forme tridimensionnelle des eVLP S-EABR.
De plus, les chercheurs ont évalué le potentiel des eVLP S-EABR purifiés en tant que candidat vaccin contre le SRAS-CoV-2 chez les souris C57BL/6. À cette fin, ils ont d’abord administré des doses de 0,1 μg de S-EABR eVLP par voie sous-cutanée aux jours 0 et 28 chez la souris.
Ensuite, ils ont évalué les réponses des anticorps sériques par des tests immuno-enzymatiques (ELISA) et des tests de neutralisation de pseudovirus in vitro.
Résultats
L’EABR de CEP55 a généré des eVLP 10 fois plus efficacement que le domaine tardif p9 de l’EIAV, ce qui suggère qu’un assemblage efficace d’eVLP nécessitait le recrutement des deux protéines ESCRT, ALIX et TSG101.
L’analyse WB a démontré que les fractions purifiées de S-EABR eVLP avaient près de 10 fois plus de protéine S que les eVLP développées par d’autres approches. Étant donné que les échantillons de S-HIV-1 p6 avaient peu ou pas de protéine S en raison d’affinités plus faibles pour les protéines ESCRT, son assemblage eVLP était inefficace.
Les eVLP de S-EABR ont provoqué des réponses robustes de liaison et de neutralisation des anticorps chez la souris contre le variant authentique du SRAS-CoV-2, WA1. Cependant, les titres de neutralisation ont chuté de quatre à deux fois contre les COV SARS-CoV-2 Beta et Delta.
De manière frappante, les eVLP S-EABR ont amélioré les titres neutralisants de plus de 10 fois contre les sous-variantes d’Omicron jusqu’à trois mois après le rappel.
En effet, la technologie EABR a amélioré la puissance et l’étendue des réponses induites par les vaccins permettant une protection plus durable contre le SRAS-CoV-2 et d’autres virus.
Les reconstructions 3D ont montré que les eVLP S-EABR purifiées étaient entourées d’une bicouche lipidique densément recouverte de pointes (10 à 40 autour de chaque eVLP) et que leurs diamètres variaient entre 40 et 60 nm. Curieusement, les densités de pointes sur la plupart des eVLP dépassaient celles des virus authentiques.
conclusion
Les auteurs ont déployé la nouvelle technologie EABR qui a recruté des protéines ESCRT pour induire le bourgeonnement d’eVLP à partir de cellules dans un modèle murin.
Ils ont démontré avec quelle facilité cette technologie générait des eVLP présentant une large gamme de protéines de surface pour les vaccins COVID-19 et d’autres applications thérapeutiques pour lutter contre les infections par le SRAS-CoV-2.
Pour résumer, la technologie EABR présentait plusieurs caractéristiques attrayantes par rapport aux approches vaccinales conventionnelles à base de nanoparticules de protéines et à base d’ARNm, comme suit :
i) les constructions S-EABR pourraient être délivrées sous forme de vaccins à ARNm puisque l’assemblage d’eVLP et l’expression à la surface cellulaire ne nécessitaient que l’expression d’un seul composant génétiquement codé ;
ii) la rétention des protéines transmembranaires dans leur conformation native associée à la membrane a assuré une expression et une stabilité optimales des protéines ;
iii) les eVLP entièrement assemblés pourraient être purifiés directement à partir des surnageants de culture sans avoir besoin de lyse cellulaire médiée par un détergent et de séparation des antigènes protéiques membranaires des lysats cellulaires ; et
iv) la bicouche lipidique des eVLP a empêché les réponses d’anticorps hors cible contre un échafaudage de nanoparticules.
