Комбинацията от мултиспецифичност и авидност на антитяло повишава защитата срещу SARS-CoV-2

Комбинацията от мултиспецифичност и авидност на антитяло повишава защитата срещу SARS-CoV-2

В скорошно проучване, публикувано в bioRxiv * Preprint server: An international team of researchers used the MULTI-specific multi-affinity antibody platform (Multabody, MB) derived from the human light chain apoferritin protomer to generate a broad and potent severe acute respiratory syndrome (SARS-CoV-2) coronavirus. 2)-неутрализиращи антитела (Abs).

Постоянната поява на тревожни варианти на SARS-CoV-2 (VOCs) застраши ефективността на терапевтичните моноклонални антитела (mAbs) срещу SARS-CoV-2. Авторите на изследването преди това разработиха платформата MB, за да подобрят способността за неутрализиране на анти-SARS-CoV-2 и анти-човешки имунодефицитен вирус-1 (HIV-1) Abs. Освен това те съобщават, че повишеният афинитет на Ab може да се комбинира с мултиспецифичност (множество фрагменти на Ab, разпознаващи различни епитопи), за да се подобри разпознаването на антигена.

проучване: Афинитетът на антитялото и мултиспецифичността се комбинират, за да осигурят защита срещу SARS-CoV-2 и устойчивост срещу изпускане на вируса. Снимка: Corona Borealis Studio / Shutterstock

*Важна ЗАБЕЛЕЖКА:bioRxiv публикува предварителни научни доклади, които не са рецензирани и следователно не трябва да се считат за убедителни, предназначени да насочват клиничната практика/поведение, свързано със здравето, или да се третират като установена информация.

Относно изследването

В настоящото проучване изследователите проучиха дали подобрената in vitro неутрализация на SARS-CoV-2, докладвана по-рано за MB платформата, може да доведе до in vivo защита при ниски дози. Те също така проучиха дали MBs могат да възстановят загубата на способност за неутрализация, наблюдавана при конвенционално използвани mAbs срещу ЛОС на SARS-CoV-2 и да разширят обхвата си на действие към други вируси.

Триспецифичният MB беше сглобен при атомна разделителна способност и изследван с помощта на анализ с крио-електронна микроскопия (cryo-EM). Способността на MB да осигури имунна защита in vivo беше оценена чрез генериране на IgG коктейл, съответстващ на MB и включващ IgG4 Fc мутации (F234A, S228P, G237A, P238S, L235A) за елиминиране на свързването към Fc гама рецептори (FcgRs). Проведени са експерименти с биослойна интерферометрия (BLI) и ADCP (Ab-зависима клетъчно-медиирана фагоцитоза).

Човешки мишки, експресиращи ангиотензин-конвертиращ ензим 2 (hACE2) и hFcRn, бяха третирани с MB и IgG4 молекули без FcgR свързване и инфектирани интраназално със SARS-CoV-2. Бяха събрани белодробни проби от мишки, за да се определят титрите на белодробния вирус въз основа на техните цитопатични ефекти (CPE) и количествен анализ на обратна транскрипция-полимеразна верижна реакция (qRT-PCR).

За да се изследва дали ефикасността на неутрализиране на моноклоналните антитела може да бъде допълнително подобрена, бяха експресирани моноспецифични МВ и тяхната неутрализираща широчина и способност бяха сравнени със съответните им моноклонални антитела срещу щама SARS-CoV-2 от див тип (WT) и ЛОС Алфа, Бета. Гама, Делта и Омикрон BA.1.

Проведени са тестове за неутрализация на псевдовирус (PsV) и тестове за неврализиране на сарбековирус, за да се определят неутрализационните титри. В допълнение бяха изследвани механизмите на молекулярно свързване на mAb 80.

Триспецифичното 2-7-10-40-11-11 молекулярно покритие беше оценено въз основа на индивидуалната и комбинирана RBD заровена повърхност (BSA) на специфичности на Ab, показани от техните триизмерни (3D) структури. За експерименти с клетъчни култури бяха използвани човешки ембрионални бъбречни (HEK) 293T-ACE2 клетки и Vero E6 клетки и гени, кодиращи сливания на човешки апоферитин, фрагментни антиген свързващи региони (Fabs), фрагментни кристализиращи региони (Fcs) и IgG бяха експресирани в HEK 293F клетките. Протеиновите фракции се пречистват чрез хроматография и се извършва анализ с поточна цитометрия (FC).

Резултати

Ab-подобните молекулярни ядра бяха хомогенни. Подобренията в ефикасността на неутрализиране на MB водят до подобрена in vivo имунна защита при дози 30 пъти по-ниски от съответните IgG. MBs ефективно неутрализират вариантите на SARS-CoV-2 чрез използване на комбинираната авидност и множество mAbs могат да бъдат сглобени в една молекула MB (с 62 контактни остатъка), за да неутрализират сарбековируси, различни от SARS-CoV-2.

Скелето на апоферитин-MB беше подобно на леката верига на човешкия апоферитин. Стойността на полумаксималната инхибиторна концентрация (IC50) на триспецифичния MB (TMB) е 0,0002 μg/ml, което е 1000 пъти по-високо от това на IgG коктейла. Коктейлът IgG4 Ab и TMB се свързват с миши и човешки FcRn, но не и с FcgRs. TMB осигурява значително по-висока защита (60% преживяемост) от IgG4 Ab коктейла.

Пет mAbs (80, 52, 80, 11-11, 10-40 и 2-36) показват ширина от 100% с IC50 граница от пет μg/ml. Въпреки това, използвайки IC50 граница от 0,01 μg/mL, само 11-11 и 10-40 неутрализират два ЛОС. Обратно, когато се използват като моноспецифични MB, три специфичности на mAb (2–7, 80 и 52) постигат широчина на неутрализация от 100%, използвайки същата гранична стойност.

mAb 80 инхибира SARS-CoV-2 чрез предотвратяване на взаимодействието на рецепторния свързващ мотив (RBM) с ACE2, а тежката верига на mAb и остатъците T478 и S477 са главно отговорни за взаимодействията гостоприемник-вирус. Остатъците бяха мутирани в ЛОС, намалявайки свързването на Ab, което беше увеличено с MB. По същия начин, мутациите намаляват неутрализирането на VOC на SARS-CoV-2 и други сарбековируси от mAbs 2–7, 10–40 и 11–11, включени в триспецифичната молекула, която е възстановена от по-високия BSA, покриващ MB.

Като цяло, резултатите от проучването показват, че триспецифичният 2-7-10-40-11-11-MB представлява доказателство за концепцията за широка, стабилна и силна пан-сарбековирусна неутрализация чрез насочване към три ненапълно припокриващи се функционални епитопа на RBD и чрез неутрализиране на увеличаването на потентността чрез молекула на авидитет.

*Важна ЗАБЕЛЕЖКА:bioRxiv публикува предварителни научни доклади, които не са рецензирани и следователно не трябва да се считат за убедителни, предназначени да насочват клиничната практика/поведение, свързано със здравето, или да се третират като установена информация.

Справка:

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Die Kombination aus Antikörperavidität und Multispezifität bietet Schutz vor SARS-CoV-2 und Widerstandsfähigkeit gegen das Entweichen von Viren. Clare Burn Aschner et al. bioRxiv Preprint 2022, DOI: https://doi.org/10.1101/2022.10.23.513379, https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.10.23.513379v1