Dans une étude récente en cours d’examen au Portefeuille Nature journal et actuellement publié sur Place de la recherche* serveur de préimpression, les chercheurs ont développé et évalué l’immunogénicité de nanoparticules exprimant des trimères de pointe de coronavirus (CoV).
Les CoV, en particulier les bêta-CoV, se développent dans les réservoirs animaux et menacent constamment la santé humaine. Sept CoV infectent les humains, dont le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), et quatre circulent de manière endémique. Le débordement zoonotique des bêta-CoV chez l’homme est associé à une morbidité et une mortalité élevées, à un fardeau économique et à des épidémies.
L’évolution du SRAS-CoV-2 se poursuivra probablement et le virus pourrait devenir le prochain CoV humain endémique (HCoV). Les variants préoccupants (COV) du SRAS-CoV-2, tels que Delta et Omicron, mettent en évidence la menace d’échappement des anticorps induits par le vaccin et le besoin pressant de créer des vaccins qui induisent des réponses immunitaires largement protectrices contre différents CoV.
Étude: L’affichage de nanoparticules du pic de coronavirus de préfusion suscite une protection croisée axée sur S1 dans des sous-groupes divergents. Crédit d’image : Orphée FX/Shutterstock
L’étude et les conclusions
Dans la présente étude, les chercheurs ont conçu des nanoparticules affichant les trimères de protéines de pointe de différents CoV. Les deux mutations de proline (2P) qui stabilisent la conformation de la pointe de préfusion ont été introduites dans les pointes du SRAS-CoV, du syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS)-CoV et du SRAS-CoV-2, et ont adapté les antigènes pour l’affichage sur le -plate-forme de nanoparticules à deux composants décrite, I53_dn5.
Les antigènes de pointe stabilisés par préfusion (S2P) ont été fusionnés au composant trimérique (I53_dn5B) et assemblés en ajoutant le composant pentamérique (I53_dn5A) in vitro pour créer des particules monotypiques exprimant 20 copies du trimère S2P. L’antigénicité des nanoparticules purifiées et des trimères S2P a été testée par dosage immuno-enzymatique (ELISA) en utilisant des anticorps monoclonaux (mAbs) contre chaque pic de CoV.
La liaison des anticorps était comparable entre S2P et les nanoparticules, ce qui implique une antigénicité intacte similaire dans chaque formulation de nanoparticules. Ensuite, les auteurs ont cherché à savoir si l’affichage multivalent des trimères S2P induisait une réponse anticorps plus importante que le S2P soluble. À cette fin, des souris BALB/c ont été immunisées deux fois avec la forme soluble de SARS-1_S2P ou sous forme de formulation de nanoparticules affichée sur I53_dn5 et MERS_S2P ou hémagglutinine de la grippe (HA) exprimée sur I53_dn5.
Conception et caractérisation du CoV-S-2P affiché sur I53-dn5. a Modèles générés par ordinateur de trimères de pointe stabilisés par préfusion (S-2P) de MERS, SARS-1 et SARS-2, et leur affichage homotypique sur la nanoparticule I53-dn5. La nanocage icosaédrique affiche 20 trimères. b Profils de trace du trimère S-2P_dn5B et purification de la nanocage _dn5 par chromatographie d’exclusion stérique. c Antigénicité ELISA comparant la liaison des anticorps spécifiques du MERS, du SARS-1 ou du SARS-2_S-2P au trimère soluble (triangles) ou à l’assemblage dn5 (cercles) respectivement. d Images représentatives de CoV-S-2P_dn5 à un grossissement de 50 000x et des moyennes de classe 2D. Les barres d’échelle correspondent à 100 nm (images représentatives) et 20 nm (moyennes de classe 2D).
Les réponses sérologiques ont été évaluées après cinq semaines pour les anticorps immunoglobulines G (IgG) à réaction croisée. L’immunisation avec le SARS-1_S2P soluble a provoqué des titres d’anticorps plus élevés contre les trimères S2P du SARS-CoV, du MERS-CoV et du SARS-CoV-2 qu’avec le SARS-1_I53_dn5. Les anticorps provoqués par le S2P soluble et le S2P à nanoparticules ont neutralisé les pseudovirus du SARS-CoV, mais pas le SARS-CoV-2. Notamment, les anticorps générés par SARS-1_I53_dn5 ont neutralisé le pseudovirus MERS-CoV à des niveaux similaires à ceux de MERS_I53_dn5.
En outre, l’équipe a noté que l’assemblage de SARS-1_S2P sur I53_dn5 restreignait l’accès du récepteur des lymphocytes B au domaine S2 de la pointe, entraînant une sélection des lymphocytes B et des réponses d’anticorps au domaine S1. En outre, les auteurs ont profilé l’étendue de la réactivité croisée des anticorps induits par des antigènes bêta-CoV S2P supplémentaires sur I53_dn5 et une nanoparticule mosaïque co-affichant chacun des antigènes bêta-CoV S2P.
Les souris BALB/c immunisées avec des nanoparticules de mosaïque bêta-CoV co-affichant S2P de SARS-CoV, MERS-CoV, SARS-CoV-2, HCoV-HKU1 et HCoV_OC43 avaient des titres d’anticorps élevés comparables à leurs homologues monotypiques I53_dn5 correspondants. De plus, la nanoparticule de mosaïque a induit des anticorps de liaison croisée contre un alpha-CoV, HCoV-229E.
De plus, 288/330 +/+ les souris ont été immunisées avec SARS-1_I53_dn5, SARS-2_I53_dn5, MERS-I53_dn5 ou la nanoparticule de mosaïque bêta-CoV et provoquées avec une dose létale de souche MERS-CoV adaptée à la souris. La nanoparticule SARS-1_I53_dn5 a suscité une immunité inter-sous-groupes à des niveaux approchant ceux de MERS_I53_dn5. Les poumons des animaux ont été récoltés cinq jours après la provocation létale.
Le score de décoloration pulmonaire des souris immunisées avec la nanoparticule de mosaïque bêta-CoV était de zéro pour trois (sur quatre) souris testées. Les titres viraux pulmonaires des souris immunisées avec la nanoparticule de mosaïque étaient faibles à des niveaux similaires à ceux immunisés avec MERS_I53_dn5. De plus, les scores de décoloration pulmonaire des personnes immunisées avec SARS-1_I53_dn5 et SARS-2_I53_dn5 étaient relativement inférieurs à ceux immunisés avec leurs trimères S2P solubles correspondants.
conclusion
En résumé, les auteurs ont adapté la plateforme de nanoparticules I53_dn5 pour co-afficher les antigènes S2P de divers CoV. Ils ont démontré que la qualité et l’étendue des anticorps à réaction croisée induits par l’affichage monotypique des trimères CoV S2P étaient étendues. Néanmoins, la présentation en mosaïque des antigènes CoV S2P sur I53_dn5 peut produire des réponses d’anticorps aussi puissantes que leurs homologues monotypiques, malgré la molarité inférieure des immunogènes S2P de chaque CoV.
Notamment, il y avait un manque d’anticorps contre le domaine S2 plus conservé utilisant SARS-1_I53_dn5 comme immunogène en raison de la restriction de l’accès du BCR au domaine S2. Les immunogènes de nanoparticules monotypiques ont suscité des profils distincts d’anticorps à réaction croisée contre chaque HCoV. Les immunogènes SARS-1_I53_dn5 et SARS-2_I53_dn5 ont induit des anticorps similaires à réaction croisée et des anticorps réactifs au MERS_S2P.
Cependant, l’immunisation avec le SARS-1_I53_dn5 n’a protégé que les souris du défi mortel du MERS-CoV. En règle générale, la puissance neutralisante diminue avec l’augmentation de l’étendue des réponses, ce qui souligne l’importance de comprendre les fonctions orthogonales des anticorps. Par conséquent, les recherches futures doivent déterminer la conception optimale des nanoparticules de mosaïque pour conférer une largeur et une puissance maximales.
*Avis important
Place de la recherche 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.
