Alors que le monde lutte pour contenir le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), responsable de plus de 1,6 million de décès et de 76 millions d’infections dans le monde, les chercheurs tentent de cerner les déterminants de la létalité, de l’infectiosité et de la protection. Ces données contribueraient à contenir sa propagation et à développer des antiviraux et des vaccins préventifs et thérapeutiques. Un nouveau pré-imprimé qui est apparu récemment sur le bioRxiv * Le serveur décrit le degré élevé de protection offert par les anticorps qui ciblent le domaine N-terminal (NTD) du virus.
Différents répertoires de cellules B et de plasmocytes
La plupart des recherches sur les anticorps sur ce virus se sont concentrées sur des cellules B uniques, qui sont clonées, et leurs anticorps ont été criblés pour l’activité de liaison et de neutralisation. in vitro. Celles-ci montrent la présence de plusieurs épitopes de pointe qui sont neutralisés par une fraction de ces anticorps monoclonaux (mAbs), principalement ceux qui se lient au domaine de liaison au récepteur viral (RBD).
En revanche, peu d’attention a été accordée aux épitopes reconnus par les anticorps circulants dans le plasma convalescent, et en particulier aux anticorps IgG produits par les plasmocytes. Cependant, ceux-ci sont une partie principale de la réponse immunitaire neutralisante, et il est important de reconnaître que les plasmocytes et les lymphocytes B reconnaissent différents épitopes et apparaissent à des moments différents. C’est pourquoi les spike anti-SARS-CoV-2 ou les cellules RBD B apparaissent à des fréquences élevées avec la présence d’anticorps neutralisants puissants, tandis que l’activité de neutralisation du plasma reste faible.
Détails de l’étude
Des échantillons de sang ont été obtenus à partir de quatre maladies à coronavirus 2019 (COVID-19). Tous étaient des convalescents, ayant été confirmés comme ayant le COVID-19 par réaction en chaîne par polymérase de transcriptase inverse (RT PCR). Tous étaient de 11 à 19 jours après l’apparition des symptômes.
Les chercheurs ont découvert que 84% des anticorps IgG polyclonaux ciblaient les épitopes d’ectodomaine de pointe (S-ECD) qui se trouvent en dehors du domaine de liaison au récepteur (RBD), y compris les lignées d’IgG plasmatiques les plus abondantes dans les quatre échantillons. La réponse IgG plasmatique était oligoclonale dans tous les cas, avec 6 à 22 lignées. Une seule lignée représentait près d’un cinquième de l’ensemble du répertoire d’anticorps.
Cela concorde avec des études antérieures, indiquant que la plupart des mAbs se lient aux régions du pic en dehors du RBD. L’outil IgG Seq utilisé ici est connu pour capturer 70% des anticorps circulants et 85% des lignées les plus abondantes.
Les anticorps NTD ont une puissante activité neutralisante
Chez un patient qui s’est rétabli après seulement deux jours de symptômes et qui avait les titres de neutralisation plasmatique les plus bas, les chercheurs ont trouvé six lignées IgG, dont quatre représentaient plus de 5% de l’ensemble des anticorps S-ECD. Cependant, les deux premiers à eux seuls représentaient plus de 70% et les quatre premiers (1 anti-S2, 2 anti-NTD et 1 anti-RBD) constituaient ~ 94% des anticorps plasmatiques totaux S-ECD. Les deux premiers ont également montré une diversité abondante au sein de chaque lignée.
Parmi ceux-ci, les mAbs CM29-CM32 étaient les clones les plus développés dans les quatre premières lignées. CM29, CM30 et CM31 ont spécifiquement reconnu la sous-unité de pointe S2, le NTD et le RBD, respectivement. L’activité de neutralisation la plus puissante a été observée avec CM30, avec CM32 seulement un peu moins puissant. Ce dernier cible le RBD. Les deux autres, CM29 et CM31, ont montré une activité de neutralisation insignifiante.
Chez la souris, seule la CM30, la principale IgG anti-ATN, a montré la capacité de protéger les souris contre l’infection à des doses faibles et élevées. CM32 n’a pas protégé contre l’infection avec une faible dose du virus ni réduit la charge virale dans les poumons. Le CM29 n’était pas non plus protecteur mais réduisait les charges virales dans les poumons, peut-être parce qu’il induisait une activité de phagocytose cellulaire dépendante des anticorps (ADCP). CM31 a en fait montré une tendance vers les titres viraux dans le poumon.
Une protection complète, avec des titres viraux indétectables dans le poumon, à des doses virales élevées, a également été assurée par une combinaison de CM29 – CM31. Ainsi, si un puissant mAb plasmatique ciblant un epitope extérieur à la RBD est présent, il remplace le manque de protection dû aux autres IgG dans la réponse polyclonale.
Chez un autre patient avec une maladie plus grave et prolongée, les 12 premières lignées se sont liées à des épitopes non RBD en dehors du S-ECD, représentant plus de 80% du total. Le plus abondant a réagi contre la sous-unité S2. Ils ont également observé trois mAbs anti-NTD, qui ont lié le S-ECD à des affinités nanomolaires, et avaient une puissante activité neutralisante contre le virus à des titres sous-micromolaires. Ces mAb protégeaient les souris contre une infection mortelle et réduisaient les titres viraux dans les poumons. Le plus puissant d’entre eux est CM25, qui a «puissance comparable ou supérieure aux anticorps de stade clinique ciblant la RBD. »
Ainsi, l’anticorps anti-NTD était suffisant pour la protection contre l’infection par le SRAS-CoV-2.
Anticorps anti-NTD codés dans IGHV1-24
IGHV fait référence à la région variable du domaine variable des chaînes lourdes d’immunoglobuline. L’IGHV1-24 est un gène d’anticorps germinal qui est exprimé à de faibles niveaux dans la santé mais à des niveaux dix fois plus élevés avec COVID-19, à la fois dans les cellules B et les plasmablastes. Ces anticorps se sont avérés cibler uniquement les épitopes S-ECD en dehors de la RBD.
Les trois anticorps monoclonaux anti-ATN provenant du patient avec une maladie moins grave, quatre autres provenant de cellules B périphériques et un autre anticorps non neutralisant contre le virus, avaient des séquences très similaires pour les récepteurs immunitaires sur les régions variables des chaînes lourdes. Les mutations somatiques étaient cependant très peu nombreuses ou absentes dans cette région, y compris trois résidus de glutamate et une phénylalanine à des endroits spécifiques. Ce sont des résidus uniques trouvés uniquement dans IGHV1-24.
La liaison NTD se produit au niveau de la chaîne lourde
La liaison de ces interactions d’anticorps réactifs aux IGHV1-24 NTD avec le pic est dominée par les interactions avec la chaîne lourde, représentant 89% de la zone interfaciale entière.
Implications
Cette étude protéomique moléculaire des anticorps ciblant le SRAS-CoV-2 a montré une réponse d’anticorps plasmatique oligoclonal, principalement dirigée contre les épitopes non RBD du S-ECD.
Notre rapport est la première confirmation de la capacité des anticorps anti-NTD à conférer une protection in vivo et est la première démonstration de la reconnaissance d’anticorps convergents d’un épitope de pointe qui réside en dehors de la RBD, qui pointent collectivement vers des voies alternatives pour la neutralisation virale, la résolution de la maladie, et fournir une justification pour les interventions thérapeutiques basées sur des épitopes de pointe non-RBD.
*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
