Les combinaisons d'anticorps optimales et la liaison Fc inhibent le SARS-CoV-2 in vivo

La pandémie actuelle de COVID-19 a stimulé des recherches intensives sur la pathogenèse de la maladie, d'autant plus que, dans les cas les plus critiques, l'hyper-inflammation secondaire à l'activation immunitaire semble jouer un rôle crucial.

Une étude récente menée par des chercheurs de l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill et de l'Université Rockefeller et publiée sur le serveur de pré-impression bioRxiv * en septembre 2020 montre qu'une combinaison d'anticorps neutralisants avec une fonction effectrice Fc intacte peut réduire efficacement la charge virale et prévenir l'infection.

HumAbs dans COVID-19

Les coronavirus (CoV) sont connus pour franchir les barrières d'espèces, qui sous-tendent l'épidémie humaine actuelle, tout comme les deux dernières, à savoir les épidémies de SRAS et de MERS. La létalité du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) chez les patients âgés et malades a rendu nécessaire l'exigence d'antiviraux et de vaccins efficaces.

Les études précliniques des anticorps monoclonaux humains (huMabs) chez les singes et les hamsters se sont révélées prometteuses, mais la difficulté de ces expériences, lorsqu'elles sont effectuées dans des conditions BSL3, a découragé un examen plus approfondi de leur fonction effectrice, de leur capacité à neutraliser le virus et des combinaisons optimales et le traitement du COVID-19.

Les anticorps se lient via leur fragment Fc pour activer des fonctions effectrices telles que la cytotoxicité cellulaire et la phagocytose dépendant des anticorps. La liaison Fc ainsi que les interactions entre Fc et les récepteurs cellulaires Fc déclenchent également d'autres réponses immunitaires innées et adaptatives telles que la présentation de l'antigène et l'activation des cellules B. Les fonctions effectrices médiées par le fragment d'anticorps Fc peuvent affecter la réponse immunitaire adaptative de nombreuses manières différentes.

L'étude actuelle rapporte des combinaisons de humAbs, dirigées contre des épitopes dans le domaine de liaison au récepteur (RBD) de la protéine de pointe (S) du SARS-CoV-2. Les chercheurs ont utilisé un modèle de souris avec une RBD de pointe remodelée puisque l'enzyme 2 de conversion de l'angiotensine de souris (mACE2) n'est pas liée par la RBD de la protéine de pointe du SRAS-CoV-2. Ce virus recombinant, SARS-CoV-2 MA, peut infecter et se répliquer efficacement dans le poumon de la souris et est utilisé pour de nombreux tests vaccinaux et thérapeutiques.

La puissance des anticorps contre le pic de SARS-CoV-2 adapté à la souris. A. Schéma du test de luciférase du pseudovirus SARS-CoV-2 adapté à la souris (MA). Les particules de VIH-1 pseudotypées du SRAS-CoV-2 adaptées à la souris (SARS-CoV-2 S-MA) portant le gène nanoluc sont utilisées pour infecter les cellules HT1080 murines (mu) exprimant Ace2, qui exprimeront la nanoluc luciférase lors de l'infection, tandis que les particules pseudotypées à pic de SARS-CoV-2 (wtS) sont incapables d'infecter les cellules exprimant muAce.

La puissance des anticorps contre le pic de SARS-CoV-2 adapté à la souris. A. Schéma du test de luciférase du pseudovirus SARS-CoV-2 adapté à la souris (MA). Les particules de VIH-1 pseudotypées du SRAS-CoV-2 adaptées à la souris (SARS-CoV-2 S-MA) portant le gène nanoluc sont utilisées pour infecter les cellules HT1080 murines (mu) exprimant Ace2, qui exprimeront la nanoluc luciférase lors de l'infection, tandis que les particules pseudotypées à pic de SARS-CoV-2 (wtS) sont incapables d'infecter les cellules exprimant muAce.

Les mutations laissent la capacité de neutralisation intacte

À l'aide d'un pseudovirus, les chercheurs ont d'abord cherché à savoir si la mutation dans le RBD laisserait la capacité de neutralisation intacte. Ils ont testé le pseudovirus S-MA contre 8 humAbs IgG1 distinctes couvrant une gamme de puissances, avec une CI50 allant de 4,4 ng / mL à 26/140 ng / mL. Ils ont découvert qu'à l'exception d'un, tous avaient des titres de neutralisation d'anticorps similaires avec les virus SARS-CoV-2 de type sauvage et recombinants.

L'exception était avec un (C119), qui était dirigé contre un épitope qui chevauchait les mutations introduites afin de s'adapter à la souris.

Cependant, les effets in vitro ne sont pas toujours fiables en tant que prédicteur de l'activité in vivo. Par conséquent, les chercheurs ont examiné l'efficacité de ces anticorps chez des souris plus âgées BALB / c. Ils ont constaté que C119 n'empêchait pas l'infection par la S-MA chez ces souris, mais que les autres produisaient une protection partielle ou totale.

Protection via la fonction d'effecteur Fc anticorps

Un facteur qui pourrait être important à cet égard est les interactions du récepteur Fc-globules blancs Fc, qui se sont avérées essentielles à l'élimination virale et à la destruction des cellules hôtes infectées in vivo, dans les infections à VIH-1, Ebola et grippe. Les chercheurs suggèrent que l'angle auquel le RBD et l'ACE2 interagissent in vivo détermine dans une large mesure la puissance des anticorps, en modifiant la capacité du récepteur Fc de l'anticorps à se lier à son récepteur sur les cellules immunitaires effectrices.

D'autres travaux ont montré que la protection médiée par le récepteur Fc est nécessaire pour le plus haut niveau de prévention des infections par le virus recombinant in vivo. La souris recombinante et l'IgG2 et l'IgG1 C104 humains de type sauvage, respectivement, avaient une efficacité protectrice similaire parce qu'ils activent les récepteurs Fc. Ce n'est pas le cas des anticorps de souris C104-IgG1 et C104-IgGD265A, qui ont démontré un manque d'activité reconnaissable puisqu'ils se lient aux récepteurs inhibiteurs Fc.

Combinaisons d'anticorps

Les chercheurs soulignent que la combinaison d'anticorps ciblant des épitopes non chevauchants est susceptible de prévenir les mutations d'échappement, et ils ont examiné des mélanges d'anticorps qui ciblent la RBD. Ils ont comparé un mélange de doses faibles variables de chaque anticorps avec une dose modérée de chaque anticorps seul. Ils ont trouvé deux combinaisons de deux anticorps différents réalisées avec une efficacité stérilisante ou quasi-stérilisante similaire, respectivement, à une dose totale de 16 mg / kg ou 5,3 mg / kg.

L’étude montre également que l’un de ces anticorps, à savoir le C144, bloque non seulement l’interaction entre le RBD et l’ACE2, mais verrouille également le RBD dans la conformation «vers le bas», de sorte qu’il n’est plus accessible à l’ACE2 hôte. Un autre ensemble de trois anticorps neutralisants empêche également les interactions RBD-ACE2 mais se lient à d'autres angles et par des mécanismes variables. Il est à noter que parmi eux, l'activité neutralisante la moins puissante in vitro est mise en évidence par l'anticorps C104, qui présente la plus grande efficacité in vivo.

Tests in vivo requis pour valider les résultats in vitro

La capacité de neutralisation in vitro n'implique pas de fonctions effectrices d'anticorps Fc qui déterminent l'efficacité antivirale in vivo. Pour étudier ce dernier, les chercheurs ont donc utilisé une mutation pour empêcher l'interaction du récepteur Fc dans trois anticorps anti-RBD sélectionnés, C002, C104 et C110.

Tel que posé, les études in vitro n'ont montré aucune différence entre l'activité inhibitrice de ces mutants et le humAb de type sauvage contre la S-MA. Cependant, in vivo, le moins puissant des trois mutants a continué à montrer le même niveau d'inhibition que l'anticorps de type sauvage, mais pas les deux autres, qui ont subi une perte d'efficacité de 14 et 6 fois avec la perte de Fc fonction effectrice.

Ils ont également constaté que les interactions avec les récepteurs Fc activateurs sont nécessaires pour des niveaux élevés d'activité neutralisante, in vivo mais pas in vitro, soulignant les différences dans les lectures acquises par des expériences in vivo et in vitro sur des anticorps neutralisants. Les résultats in vitro ne sont pas linéairement corrélés à l'activité in vivo.L'étude attire l'attention sur la nécessité de tester in vivo l'activité neutralisante des anticorps anti-SRAS-CoV-2, en utilisant des tests de pseudovirus et de microneutralisation, et en les reliant aux résultats in vitro.

Implications

Les résultats suggèrent que les anticorps neutralisants agissent via le « l'engagement d'activation des récepteurs Fc et que certaines combinaisons d'anticorps peuvent améliorer l'efficacité des anticorps anti-SARS-CoV-2 in vivo. »Les chercheurs soulignent également:«Nos expériences indiquent que les récepteurs Fc sont également essentiels pour une protection optimale médiée par les anticorps contre le SRAS-CoV-2. »

Suite à l'induction de l'immunité passive par transfert d'humAbs, il y a peu de risque d'augmentation dépendante des anticorps (EAD) de l'infection provoquée par l'engagement du récepteur Fc dans le cas du SRAS-CoV-2, qui cible l'épithélium pulmonaire humain, contrairement à la dengue, où les globules blancs immuns porteurs de récepteurs Fc sont le principal foyer du virus.

Enfin, des tests in vitro montrent que les anticorps peuvent cibler des mutations d'échappement, et l'utilisation de combinaisons d'anticorps qui ciblent des sites complètement distinctifs peut empêcher cette possibilité très efficacement. Une activité synergique est également possible mais n'a pas été observée in vitro. Cependant, il est clair que les anticorps, en combinaison, sont beaucoup plus efficaces pour prévenir l'infection par le virus.

L'étude conclut, par conséquent, «Les données soutiennent l'idée que des combinaisons spécifiques d'anticorps avec une fonction effectrice Fc intacte et devraient être développées pour une protection optimale contre le SRAS-CoV-2. »

*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.

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