En criblant des centaines d'anticorps synthétiques, des chercheurs du Karolinska Institutet en Suède et de l'EMBL de Hambourg en Allemagne ont identifié un anticorps qui pourrait empêcher le nouveau coronavirus d'infecter les cellules humaines.
L'étude, qui est publiée dans la revue Communications de la nature, montre également comment des anticorps peuvent être produits rapidement en cas de futures pandémies.
À la surface du SRAS-CoV-2 se trouvent des protéines de pointe qui donnent aux coronavirus leur aspect caractéristique et les aident à infecter les cellules.
Ces protéines utilisent leurs trois projections en forme de doigt, appelées domaines de liaison au récepteur, pour se lier à la protéine de surface ACE2 sur les cellules humaines. Une fois que le SRAS-CoV-2 s'est lié à l'ACE2, la membrane du virus se fond avec la membrane de la cellule hôte, permettant au matériel viral d'entrer et d'infecter la cellule.
Les anticorps qui empêchent les protéines de pointe de se lier à la cellule hôte peuvent ainsi bloquer l'infection par le SRAS-CoV-2.
Des fragments d'anticorps, appelés nanocorps, qui se produisent naturellement chez les camélidés, ont déjà été produits pour empêcher le SRAS-CoV-2 d'entrer dans les cellules, mais le processus de développement prend relativement du temps.
Dans le cadre d'une collaboration entre l'EMBL Hambourg et le Karolinska Institutet, nous avons réussi à développer des nanocorps, appelés sybodies, qui sont non seulement minuscules mais également extrêmement stables et relativement simples et bon marché à produire.. «
Martin Hällberg, chercheur, Département de biologie cellulaire et moléculaire, Institut Karolinska
Le groupe de recherche du Dr Hällberg a travaillé en étroite collaboration avec les groupes de Ben Murrell et Gerald McInerney chez KI et le groupe de Christian Löw à EMBL Hambourg en Allemagne pour trouver des sybodies capables de bloquer l'infection par le SRAS-CoV-2 en utilisant une plate-forme technique nouvellement développée.
Ils ont découvert que certains des centaines d'anticorps synthétiques produits, en particulier celui appelé Sybody 23, se sont révélés extrêmement efficaces pour bloquer le processus de liaison entre les protéines de pointe virale et la protéine de surface humaine ACE2.
Les chercheurs ont ensuite utilisé la cryomicroscopie électronique (cryo-EM) dans l'installation 3D-EM récemment ouverte de KI pour comprendre comment le nanocorps synthétique bloque le SRAS-CoV-2 en déterminant la structure des protéines de pointe liées à Sybody 23.
Les projections en forme de doigt de la protéine de pointe peuvent être «vers le haut» lors de la liaison à ACE2 ou «vers le bas» lorsqu'elles se cachent du système immunitaire humain.
Les études structurelles ont montré que Sybody 23 se lie à ces deux états, bloquant efficacement les zones où le processus de liaison aurait normalement lieu sur ACE2. Les études ont également montré que les protéines de pointe liées à Sybody 23 adoptent deux conformations différentes.
Cette compréhension structurelle permettra aux chercheurs de concevoir plus facilement des combinaisons de sybodies capables de se lier à différentes zones des protéines de pointe du virus SARS-CoV-2.
Ils espèrent alors pouvoir améliorer l'efficacité des anticorps et rendre plus difficile pour le virus d'éviter la neutralisation par mutation.
«Nous montrons que l'utilisation de bibliothèques d'anticorps synthétiques combinée à des études structurelles présente de bonnes opportunités pour produire rapidement des anticorps thérapeutiques efficaces, qui peuvent également être utiles contre de nouveaux virus lors d'une future pandémie», déclare le Dr Hällberg.
La source:
Référence du journal:
Custódio, T. F., et al. (2020) Sélection, analyse biophysique et structurale de nanocorps synthétiques qui neutralisent efficacement le SRAS-CoV-2. Communications de la nature. doi.org/10.1038/s41467-020-19204-y.
