Le nouveau coronavirus, le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) pénètre dans les cellules hôtes en liant sa protéine de pointe au récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) de l’hôte. La protéine de pointe SARS-CoV-2 est un trimère d’hétérodimères S1/S2 avec 2 domaines de liaison au récepteur ACE2 (RBD) attachés via une région charnière, permettant une flexibilité conformationnelle. Des anticorps neutralisants ciblant la protéine de pointe et son RBD ont été développés pour bloquer l’interaction de la pointe avec l’ACE2 et traiter le COVID-19.
La plupart des vaccins, y compris ceux à base d’ARNm, ciblent la protéine de pointe ou RBD. Cependant, les variantes émergentes du SRAS-CoV-2 telles que la variante Alpha B.1.1.7 (Royaume-Uni), la variante Beta B.1.351 (Afrique du Sud) et la variante Gamma P.1 (Brésil) ont montré une résistance élevée à la neutralisation. anticorps induits par les vaccins COVID-19 actuellement disponibles.
Les anticorps monoclonaux, tels que Casirivimab ou Bamlanivimab, utilisés actuellement avec une autorisation d’utilisation d’urgence pour le traitement COVID-19 ont partiellement ou totalement échoué à neutraliser les variantes B.1.351 et P.1. Le plasma et les sérums convalescents d’individus vaccinés n’ont pas non plus réussi à inhiber efficacement ces variantes. Ainsi, le besoin de l’heure est une thérapie par anticorps efficace et largement neutralisante pour traiter les patients COVID-19.
Les nanocorps de chameau présentent de puissantes capacités de neutralisation contre les variantes B.1.351 et B.1.1.7
Des chercheurs des États-Unis ont récemment isolé deux VHNanobodies H – 7A3 et 8A2 – de dromadaires (dromadaires chamelus) en utilisant l’affichage sur phage. Ces nanocorps se sont avérés avoir une grande affinité pour le pic RBD et de larges capacités de neutralisation contre le SARS-CoV-2 et ses variantes. Cette étude est actuellement disponible sur le medRxiv* serveur de préimpression en attendant l’examen par les pairs.
Les anticorps à domaine unique Camelid VHH sont capables de reconnaître les cavités protéiques auxquelles les anticorps conventionnels ne peuvent pas accéder en raison de leur petite taille et de leurs conformations particulières.
La présente étude a développé de nouvelles bibliothèques de phages d’anticorps à domaine unique VHH de chameau à partir de six chameaux dromadaires. Ils ont utilisé le RBD de pointe SARS-CoV-2 et la protéine trimère d’ectodomaine de pointe comme appâts tout en effectuant un panoramique de phage pour le dépistage de nanocorps.
Les anticorps à domaine unique tels que NCI-CoV-7A3 (7A3), NCI-CoV-1B5 (1B5), NCI-CoV-8A2 (8A2) et NCI-CoV-2F7 (2F7) sont de puissants bloqueurs de l’ACE2. Ces nanocorps présentent également de puissantes capacités de neutralisation contre les variantes B.1.351 et B.1.1.7 et la souche originale du SRAS-CoV-2 – Wuhan-Hu-1.
À l’aide d’essais de compétition croisée et de structures de microscopie cryoélectronique (cryo-EM) du complexe de nanocorps protéine trimère de pointe-VHH, les chercheurs ont révélé 2 épitopes non chevauchants sur le RBD pour la neutralisation du SRAS-CoV-2. Le nanocorps 8A2 inhibe directement la liaison de l’ACE2 sur le RBD lorsqu’il est dans la conformation supérieure, tandis que 7A3 se lie à un épitope unique sur le RBD quel que soit son état conformationnel.
Les traitements de cocktail avec un mélange de 2 nanobodies, en particulier 7A3 et 8A2, montrent plus de structures complexes cryo-EM qui confirment le fait que 8A2 se lie au RBD dans son mode up et 7A3 bloque la liaison au récepteur en se liant à un site hautement conservé et enterré dans la pointe quel que soit son état conformationnel haut ou bas.
L’étude a montré que 7A3 protège efficacement les souris transgéniques K18-hACE2 des variantes B.1.351 ou B.1.617.2 à une dose 5 mg/kg, mettant en évidence le potentiel thérapeutique du nanocorps pour atténuer la poussée de COVID-19 causée par l’émergence du SRAS- Variantes CoV-2.
Isolement de nanocorps de chameau de haute affinité contre le SARS-CoV-2. (A) Isolement des nanobodies VHH de chameau qui se lient à l’affichage du phage RBD. (B) Nanobodies Camel VHH contre la protéine S du SARS-CoV-2 ou SARS-CoV. (C) Une cytométrie en flux a été réalisée pour surveiller la réaction croisée des nanocorps au pic du SARS-CoV-2 et du SARS-CoV sur les cellules. Aperçu du flux de travail expérimental pour la surexpression du pic SARS-CoV-2 ou du pic SARS-CoV dans la lignée cellulaire humaine A431. Les deux lignées cellulaires ont été colorées avec des nanobodies VHH ou CR3022 comme contrôle positif. (D) Liaison par affinité (KD) des anticorps VHH-hFc contre le SARS-CoV-2 de type sauvage et les mutants. Les mutations variantes B.1.1.7 comprennent la délétion HV69-70, la délétion Y144, N501Y, A570D, D614G, P681H. Les mutations variantes B.1.351 comprennent K417N, E484K, N501Y, D614G. Le P.1. variante comprend la mutation E484K. La variante B.1.617.2 comprend les mutations T19R, Δ (157-158), L452R, T478K, D614G, P681R, D950N (E) Test de compétition croisée de chaque anticorps à domaine unique et ACE2 sur Octet.
La caractérisation de la séquence et de la structure de l’épitope 7A3 peut offrir des informations utiles pour une conception de vaccin plus efficace
Pour conclure, cette étude a développé et caractérisé deux nouveaux nanocorps, 7A3 et 8A2. Alors que 7A3 a largement neutralisé le SRAS-CoV-2 et ses variantes, 8A2 a neutralisé le virus et ses variantes dans une moindre mesure. Le 7A3 s’est avéré se lier à un épitope RBD hautement conservé et pourrait ainsi neutraliser toutes les variantes majeures du SRAS-CoV-2 qui ont émergé jusqu’à présent, y compris la variante delta, B.1.617.2.
Les nanobodies neutralisent le SRAS-CoV-2 et les variantes du test de pseudovirus (A) Diagrammes illustrant le test de pseudovirus et VHH-hFc. (B) Les protéines VHH-hFc de chameau inhibent l’infectivité du pseudovirus SARS-CoV-2 pour les cellules humaines exprimant l’ACE2 en mesurant l’expression de la luciférase. (C) Test de neutralisation des particules de pseudovirus testant une combinaison 2 en 1 et des nanobodies uniques montrant que la combinaison 7A3 + 8A2 a la meilleure activité de neutralisation.
Sur la base des résultats de l’étude, les auteurs pensent que les nanocorps qu’ils ont développés ont un bon potentiel thérapeutique pour l’immunothérapie passive et peuvent être des matières premières précieuses pour le développement de médicaments multi-domaines afin de lutter contre la pandémie actuelle et d’éventuelles pandémies futures.
Selon les auteurs, des recherches supplémentaires pour caractériser la séquence et la structure de l’épitope 7A3 pourraient offrir de nouvelles informations qui pourraient être utiles pour la conception de vaccins pouvant cibler largement les variantes du SRAS-CoV-2 et les coronavirus similaires qui pourraient émerger à l’avenir.
« Nos données démontrent que les nanocorps neutralisants peuvent atténuer le syndrome COVID-19 et prévenir la mort sans provoquer d’effets secondaires notables chez la souris. »
*Avis important
medRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, orienter la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.
