Découverte et multimérisation du cross

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 13668 (2023) Citer cet article

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Les coronavirus ont été l’agent causal de trois épidémies et pandémies au cours des deux dernières décennies, dont la pandémie actuelle de COVID-19. Un traitement thérapeutique largement neutralisant contre les coronavirus est souhaitable non seulement pour prévenir et traiter le COVID-19, mais également pour protéger les populations à haut risque contre les futurs coronavirus émergents. Comme tous les coronavirus utilisent des protéines de pointe à la surface virale pour pénétrer dans les cellules hôtes, et que ces protéines de pointe partagent une séquence et une homologie structurelle, nous avons entrepris de découvrir des agents biologiques à réaction croisée ciblant la protéine de pointe pour bloquer l’entrée du virus. Grâce à des campagnes de vaccination contre les lamas, nous avons identifié des anticorps à domaine unique (VHH) qui présentent une réaction croisée contre plusieurs coronavirus émergents (SARS-CoV, SARS-CoV-2 et MERS). Il est important de noter qu’un certain nombre de ces anticorps présentent une puissance subnanomolaire contre tous les virus de type SRAS, y compris les variantes émergentes du CoV-2. Nous avons identifié neuf épitopes distincts sur la protéine de pointe ciblée par ces VHH. De plus, en concevant des VHH ciblant des épitopes distincts et conservés dans des formats multivalents, nous avons considérablement amélioré leur pouvoir de neutralisation par rapport aux cocktails de VHH correspondants. Nous pensons que cette approche est idéale pour lutter contre les variantes émergentes du SRAS-CoV-2 au cours de la pandémie actuelle ainsi que pour les futures pandémies potentielles causées par des coronavirus de type SRAS.

Les coronavirus (CoV) constituent une grande famille de virus qui infectent de nombreuses espèces, dont les humains, et se composent de quatre genres principaux appelés alpha, bêta, gamma et delta. L'espèce de CoV la plus importante, le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), un bêta-coronavirus apparu en Chine en 2019, est actuellement à l'origine d'une pandémie qui a entraîné plus de 500 millions de cas et 15 millions de décès supplémentaires dans le monde. les 3 dernières années1. D’autres souches de CoV comprennent le SRAS-CoV et le MERS, qui ont tous deux entraîné des épidémies plus petites, mais significatives, avec une morbidité et une mortalité élevées.

Les coronavirus sont des virus à ARN simple brin (ARNss) dotés d’un génome de grande taille et d’un taux de mutation relativement élevé. Il a été démontré que des événements de recombinaison entre différentes espèces de CoV se produisent, entraînant une variabilité génétique accrue2. L’un des facteurs clés à l’origine du lourd fardeau persistant de la maladie COVID-19 est le taux élevé de mutation observé du virus SARS-CoV-2, entraînant l’émergence et la propagation rapide de nouveaux variants viraux capables d’échapper aux effets naturels et induits par le vaccin. réponses immunitaires de l’hôte. Sur la base du séquençage génomique systématique des isolats cliniques du SRAS-COV-2, 12 groupes de lignées ont été identifiés et 5 d'entre eux, Alpha (B.1.1.7), Beta (B.1.351), Gamma (P.1 ), Delta (B.1.617.2) et Omicron (B.1.1.529), nouvellement identifié, ont été définis comme variantes préoccupantes (COV) par l'Organisation mondiale de la santé. La variante Omicron, portant plus de 30 mutations dans la protéine de pointe virale, est actuellement la principale variante circulant dans le monde. Plusieurs études ont rapporté une résistance du variant Omicron à la neutralisation par des anticorps et du sérum ciblant la souche de type sauvage (Wuhan), ce qui a un impact significatif sur l'efficacité protectrice des vaccins et des anticorps thérapeutiques originaux basés sur la souche Wuhan sous licence3,4,5,6. Des vaccins bivalents à ARNm, notamment la souche originale basée à Wuhan et la souche Omicron BA.4/5 actuellement en circulation, ont récemment été mis à disposition sous forme de vaccins de rappel. Cependant, il est possible que de nouveaux COV apparaissent et s'échappent à nouveau de l'immunité induite par ces rappels. En outre, la menace de retombées zoonotiques continues justifie le développement d’agents antiviraux largement réactifs qui pourraient combattre les coronavirus à potentiel pandémique à l’avenir7.

Alors que la grande majorité des anticorps ciblant la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 étaient des immunoglobulines conventionnelles, plusieurs domaines variables à chaîne lourde (VHH) puissants provenant d'anticorps à domaine unique (sdAb) dérivés de camélidés ciblant la pointe de CoV-2 ont également été rapporté8,9,10. Plusieurs épitopes à réaction croisée sur la pointe ont été identifiés dans la littérature, notamment des épitopes de classe 3 et de classe 4 sur le domaine de liaison au récepteur (RBD), représentés respectivement par S309 et CR302211,12,13. Étant donné que les VHH sont plus petits que les anticorps conventionnels (~ 15 kDa contre ~ 150 kDa), ils ont le potentiel de se lier à des épitopes plus petits et conservés partagés entre différents coronavirus auxquels les anticorps conventionnels pourraient ne pas accéder. De plus, il a été démontré que les VHH possèdent des propriétés biophysiques favorables et que leur plus petite taille facilite également la génération de constructions multivalentes. Dans ce travail, nous rapportons la découverte de plusieurs VHH qui se lient à des épitopes à réaction croisée distincts sur la protéine de pointe. Nous démontrons en outre que les pouvoirs de neutralisation des VHH multimères sont grandement améliorés par rapport aux formes monovalentes. La puissance accrue et le potentiel de protection contre les mutations d’évasion rendent cette approche précieuse pour lutter contre les variantes émergentes du SRAS-CoV-2 ainsi que contre les virus de type SRAS qui pourraient émerger à l’avenir.