Depuis l’émergence du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) à Wuhan, en Chine, le virus a conduit à une pandémie mondiale.
L’émergence de multiples variantes du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) qui ont réduit l’efficacité du vaccin et échappé aux thérapies à base d’anticorps neutralisants a suscité beaucoup d’inquiétude. Ainsi, il est impératif de développer des stratégies pour inhiber toutes les variantes connues et futures du SARS-CoV-2.
Selon de nouvelles recherches menées par une équipe internationale de scientifiques, toutes les variantes du SRAS-CoV-2, y compris les variantes préoccupantes (VOC) Alpha, Beta, Gamma et Delta, présentent une affinité accrue envers l’ACE2 soluble humaine recombinante.
En outre, une découverte importante a été que l’ACE2 soluble neutralisait l’infection des cellules VeroE6 et des cellules épithéliales pulmonaires humaines par plusieurs souches de COV avec une puissance nettement améliorée par rapport aux isolats de référence du SRAS-CoV-2.
Deux laboratoires indépendants ont confirmé l’efficacité de l’inhibiteur pour inhiber les infections par le SRAS-CoV-2. Les données montrent que les variantes du SRAS-CoV-2 qui ont émergé dans le monde, y compris le COV actuel et plusieurs variantes d’intérêt, sont inhibées par l’ACE2 soluble. Cela fournit une preuve de principe d’une thérapeutique pan-SARS-CoV-2.
Une version préimprimée de ce in vitro étude, qui doit encore faire l’objet d’un examen par les pairs, est disponible sur le bioRxiv* serveur.
Sommaire
Enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2)
Lorsque le SRAS-CoV-2 infecte les cellules hôtes, la protéine virale Spike se lie au principal récepteur d’entrée des cellules humaines, l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2). Cela conduit à l’infection ultérieure des cellules hôtes.
Les vaccins COVID-19 actuels induisent la production d’anticorps neutralisants qui inhibent l’interaction Spike/ACE2. Une approche thérapeutique pour le traitement COVID-19 est l’utilisation d’anticorps monoclonaux approuvés qui bloquent l’interaction Spike/ACE2. En raison de l’importance de cette interaction, l’accent est mis sur la recherche de ses détails moléculaires.
Par conséquent, c’est également l’une des cibles médicamenteuses les mieux validées pour le traitement au COVID-19. Dans cette étude, les scientifiques ont utilisé un ACE2 soluble humain recombinant de qualité clinique (APN01) qui est déjà en phase 2 d’essais cliniques.
Variantes du SRAS-CoV-2
Tout au long de la pandémie, plusieurs variantes du SARS-CoV-2 sont apparues. L’Organisation mondiale de la santé a qualifié certaines variantes de COV, car elles sont hautement infectieuses et transmissibles.
Beaucoup de ces variantes hébergent des mutations dans la protéine virale Spike qui ne semblent pas affecter l’infectiosité et la transmissibilité du virus, mais réduisent plutôt la puissance des vaccins et des thérapies par anticorps monoclonaux.
Ils sont également responsables d’infections percées. Par exemple, la variante Delta peut provoquer des infections même chez des individus doublement vaccinés.
Cette situation présente un besoin de stratégies universelles pour prévenir et traiter les COV actuels et futurs. Dans ce but, les scientifiques ont exploré le potentiel thérapeutique d’APN01.
Test APN01
Une ACE2 humaine recombinante de qualité clinique a été produite et utilisée pour cette étude. Des études de domaine de liaison au récepteur de protéine de pointe (RBD) et de liaison à l’ACE2 ont été réalisées à l’aide d’ELISA et d’une analyse par résonance plasmonique de surface.
Pour tester la neutralisation des COV par APN01, des tests de neutralisation ont été effectués dans des cellules VeroE6 et des cellules épithéliales pulmonaires humaines. Ces tests de neutralisation ont été effectués à l’installation de recherche intégrée du NIAID à Fort Detrick, Frederick, MD, États-Unis. Pour assurer la reproductibilité des données, les tests de neutralisation ont été répétés au Karolinska Institutet, Stockholm, Suède.
Affinité accrue des interactions APN01 avec les variantes du SARS-CoV-2-RBD. (a) Le schéma illustre la structure du domaine S1 de la protéine de pointe SARS-CoV-2. Le domaine amino-terminal (NTD), le domaine de liaison au récepteur (RBD) en bleu et dans le RBD le motif de liaison au récepteur (RBM) en violet sont indiqués. Les chiffres ci-dessus représentent les limites du domaine. Les mutations au sein du RBD/RBM sont indiquées ci-dessous avec les échanges d’acides aminés observés. En rouge, les mutations observées dans les variantes préoccupantes (VOC). (b) Visualisation rendue par PyMOL du SARS-CoV-2 RBD. Le rendu représente le SARS-CoV-2 RBD avec les sites de mutation indiqués en vert. (c) Analyse ELISA montrant la force de liaison du SARS-CoV-2 RBD portant les mutations indiquées à APN01. Les étiquettes d’axe indiquent les substitutions de variantes SARS-CoV-2 RBD testées. (d) Analyse de résonance plasmonique de surface pour dériver les constantes cinétiques (ka, kd) et les valeurs d’affinité (KD) de l’interaction SARS-CoV-2 RBD/APN01. Le tableau répertorie à la fois les variantes testées et la substitution d’acides aminés introduite ainsi que la désignation des variantes respectives des mutations préoccupantes testées dans cette étude. La séquence de référence de la souche RBD correspond à l’isolat de Wuhan SARS-CoV-2 (e) Images de sensorgramme SPR représentatives pour l’interaction SARS-CoV-2 RBD/APN01.
Bloque les variantes du SARS-CoV-2
L’évolution du SARS-CoV-2 se concentre sur la protéine Spike, en particulier le RBD. Les mutations RBD affectent la liaison ACE2. L’ACE2 de grade clinique a montré une affinité plus élevée pour les Spike RBD des variantes du SRAS-CoV-2 par rapport au Spike RBD de l’isolat original de Wuhan SARS-CoV-2.
Cette affinité de liaison accrue peut être la raison de l’infectivité accrue des COV. De plus, cette affinité accrue a également été observée avec les protéines Spike pleine longueur.
Des tests de neutralisation dans des cellules VeroE6 avec APN01 ont montré qu’APN01 neutralisait tous les isolats du SRAS-CoV-2 testés. Plus important encore, cette inhibition a été renforcée contre tous les COV.
Des résultats équivalents ont été obtenus à partir d’un système cellulaire physiologiquement pertinent, les cellules épithéliales pulmonaires. Fait intéressant, les scientifiques ont observé que le pouvoir de neutralisation était en corrélation avec l’affinité de liaison protéine Spike/APN01.
En conclusion, ACE2/APN01 a montré une forte liaison aux RBD VOC ou à la protéine Spike de pleine longueur VOC et a fortement inhibé l’infection virale par les isolats du SRAS-CoV-2.
Les tests de neutralisation ont été validés de manière indépendante au Karolinska Institutet. Ces expériences de confirmation ont également montré qu’APN01 inhibait l’infection virale. De manière significative, APN01 a inhibé l’infection par les COV avec une puissance accrue.
Limites de cette étude
Les scientifiques s’accordent à dire que cette étude a deux limites :
- Cette étude a utilisé deux types de cellules différentes. D’autres types de cellules devraient également être étudiés pour observer le même effet.
- Si ACE2 doit être considéré comme un agent universel, des variantes supplémentaires doivent être testées.
Agent universel
Les COV actuels comprennent les variantes Alpha, Beta, Gamma et Delta et les variantes intéressantes incluent les variantes Iota, Kappa, Eta, Mu et Lambda.
De nouvelles variantes sont à prévoir en raison des programmes de vaccination à grande échelle. Certaines de ces variantes peuvent conduire à des infections révolutionnaires et à une propagation rapide du virus. Par conséquent, la conception de stratégies thérapeutiques universelles est d’une importance primordiale.
APN01 a fait l’objet d’un essai de phase 2 chez des patients atteints de COVID-19 sévères utilisant des perfusions intraveineuses. Ce test est maintenant étendu à une plus grande population de patients.
Les scientifiques proposent que les données de cette étude en conjonction avec les données cliniques ouvrent la voie au développement d’une thérapie universelle et pan-SARS-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, orienter la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.