Les nanocorps NeutrobodyPlex aident à surveiller les réponses immunitaires du SRAS-CoV-2

Alors que le monde est confronté à des défis sans précédent posés par la pandémie de COVID-19 causée par le virus du coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère, il est évident qu'il existe un besoin non satisfait de méthodes de diagnostic, d'intervention thérapeutique et de vaccination efficaces. .

Les molécules neutralisantes telles que les anticorps ou leurs dérivés sont devenues des outils cruciaux pour le traitement du COVID-19. Ces molécules de liaison offrent également un moyen unique de surveiller la réponse immunitaire neutralisante chez les personnes infectées ou vaccinées par le SRAS-CoV-2.

Depuis l'épidémie mondiale de COVID-19, un nombre croissant d'anticorps neutralisants qui ciblent la RBD du SRAS-CoV-2 a été détecté chez des patients COVID-19, ce qui souligne l'importance des anticorps spécifiques à la RBD qui peuvent bloquer la RBD: Site d'interaction ACE2 et ainsi aider à développer une réponse immunitaire protectrice.

Une alternative prometteuse aux anticorps traditionnels ou aux IgG sont les anticorps à domaine unique (nanocorps, Nbs) qui sont dérivés des anticorps à chaîne lourde des camélidés. Grâce à leur pliage compact et à leur petite taille, les Nbs présentent une bonne stabilité chimique, une pénétration tissulaire rapide et une solubilité. Les Nbs peuvent être rapidement produits à des rendements élevés en bactéries et, sous leur forme monovalente, ils se lient à leur cible avec des affinités très élevées.

Des chercheurs de l'Université de Tuebingen, de l'Université Eberhard-Karls, du Centre de recherche expérimentale et clinique sur les infections, de l'hôpital universitaire de Tuebingen, du Centre Helmholtz pour la recherche sur les infections, en Allemagne, ont récemment décrit un ensemble de 11 Nbs dérivés d'un alpaga immunisé qui présentait une liaison de haute affinité au domaine du récepteur de pointe du SRAS-CoV-2 glycosylé (RBD) dans une étude publiée sur le serveur de pré-impression bioRxiv. *

Représentation schématique de la génération de Nbs bloquant le site d'interaction SARS-CoV-2 RBD: ACE2 Les nanobodies (Nbs) sont génétiquement modifiés à partir d'anticorps d'alpagas à chaîne lourde uniquement. L'interaction entre la protéine homotrimérique Spike SARS-CoV-2 et ACE2 peut être bloquée par des Nbs spécifiques de RBD. Structures protéiques adaptées de PDB 3OGO (Nb) et 6CS2 (ACE2).

Représentation schématique de la génération de Nbs bloquant le site d'interaction SARS-CoV-2 RBD: ACE2 Les nanocorps (Nbs) sont génétiquement modifiés à partir d'anticorps d'alpagas à chaîne lourde uniquement. L'interaction entre la protéine homotrimérique Spike SARS-CoV-2 et ACE2 peut être bloquée par des Nbs spécifiques de RBD. Structures protéiques adaptées de PDB 3OGO (Nb) et 6CS2 (ACE2).

Les nanobodies bloquent l'interaction entre les protéines virales et les récepteurs humains

À l'aide d'un test de liaison multiplex in vitro, l'équipe a montré que 8 des Nbs étaient efficaces pour bloquer l'interaction du domaine S1, de la RBD et de la protéine de pointe homotrimérique avec l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2), qui est le site d'amarrage du virus dans les cellules humaines.

En utilisant une cartographie détaillée des épitopes et une analyse de liaison compétitive, les chercheurs ont regroupé tous les Nbs bloquant l'interaction RBD: ACE2 en trois ensembles distincts. Ils ont démontré l'effet neutralisant des Nbs avec des valeurs IC50 de faible gamme nanomolaire dans un test de neutralisation SARS-CoV-2 à base de cellules.

Lors des tests, les combinaisons de Nbs de différents ensembles avaient des valeurs IC50 significativement plus faibles dans les deux dosages fonctionnels, ce qui indiquait un effet synergique intense de Nbs ciblant simultanément différents épitopes dans la RBD.

«Il est intéressant de noter que les valeurs IC50 obtenues pour les Nbs inhibiteurs sur RBD et homotrimérique Spike montrent une corrélation plus élevée par rapport aux valeurs IC50 obtenues pour le domaine S1»

L'équipe a appliqué la combinaison de Nbs la plus puissante (NeutrobodyPlex) dans un test de liaison multiplex compétitif et a pu détecter une réponse immunitaire neutralisante dans les échantillons de plasma d'individus infectés par COVID-19.

NeutrobodyPlex peut aider à surveiller l'état immunitaire des patients atteints du SRAS-CoV-2

Sur la base des résultats de l'étude, l'équipe a conçu un nouveau test de diagnostic appelé NeutrobodyPlex pour surveiller l'émergence et la présence d'anticorps neutralisants dans le sérum des personnes infectées par le SRAS-CoV-2. À l'aide de combinaisons de Nbs à haute affinité couvrant l'interface RBD: ACE2, l'équipe a réussi à déplacer directement et précisément les IgG dans les échantillons de sérum de ces épitopes RBD.

«À notre connaissance, le NeutrobodyPlex employant des Nbs bloquant le site d'interaction RBD: ACE2 montre pour la première fois une analyse par résolution antigénique de la présence d'IgG humaines chez des personnes en convalescence souffrant d'une infection par le SRAS-CoV-2.»

Tous les Nbs monovalents identifiés (sauf NM1225) ont montré des affinités élevées dans la gamme nanomolaire faible. Ainsi, il n'est pas nécessaire de reformater ces Nbs en formes bivalentes en les fusionnant à un domaine Fc ou en combinant des sites de liaison. En employant de meilleures stratégies de criblage, des Nbs qui peuvent se lier à des domaines prédéfinis dans des antigènes plus grands peuvent être développés.

Selon l'équipe, le NeutrobodyPlex Nbs qui bloquent le site d'interaction RBD: ACE2 est le premier à montrer une analyse résolue par l'antigène de la présence d'IgG humaines chez des individus convalescents atteints d'une infection par le SRAS-CoV-2. L'équipe de recherche estime que ces Nbs peuvent être très prometteurs dans les approches prophylactiques et thérapeutiques dans la lutte contre le COVID-19.

Les Nbs offrent également une nouvelle approche pour le dépistage des réponses immunitaires neutralisantes chez les individus infectés ou vaccinés par le virus, contribuant ainsi à la surveillance du statut immunitaire des patients et au développement de vaccins efficaces. Comparé à d'autres tests de détection d'anticorps neutralisants, ce nouveau test permet une analyse automatisée à haut débit. Elle peut être réalisée avec du matériel viral non infectieux et non vivant, ce qui améliore la sécurité tout en réduisant les coûts.

*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, orienter la pratique clinique / les comportements liés à la santé ou être traités comme des informations établies.

Référence du journal:

  • NeutrobodyPlex – Nanobodies pour surveiller une réponse immunitaire neutralisante du SRAS-CoV-2 Teresa Wagner, Philipp D Kaiser, Marius Gramlich, Matthias Becker, Bjoern Traenkle, Daniel Junker, Julia Haering, Helen Schweizer, Stefan Nueske, Armin Scholz, Anne Zeck, Katja Schenke -Layland, Annika Nelde, Monika Strengert, Gerard Krause, Juliane S Walz, Natalia Ruetalo, Michael Schindler, Nicole Schneiderhan-Marra, Ulrich Rothbauer bioRxiv 2020.09.22.308338; https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.09.22.308338v2

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