Kombinationen af ​​multispecificitet og antistof-aviditet øger beskyttelsen mod SARS-CoV-2

Kombinationen af ​​multispecificitet og antistof-aviditet øger beskyttelsen mod SARS-CoV-2

I en nylig undersøgelse offentliggjort i bioRxiv * Preprint-server: Et internationalt team af forskere brugte den MULTI-specifikke multi-affinitets-antistofplatform (Multabody, MB) afledt af den humane letkæde-apoferritin-protomer til at generere et bredt og potent alvorligt akut respiratorisk syndrom (SARS-CoV-2) coronavirus. 2)-neutraliserende antistoffer (Abs).

Den kontinuerlige fremkomst af SARS-CoV-2-varianter til bekymring (VOC'er) har truet effektiviteten af ​​terapeutiske anti-SARS-CoV-2 monoklonale antistoffer (mAbs). Forfatterne af undersøgelsen har tidligere udviklet MB-platformen for at forbedre neutraliseringsevnen af ​​anti-SARS-CoV-2 og anti-human immundefekt virus-1 (HIV-1) Abs. Desuden rapporterede de, at øget Ab-affinitet kunne kombineres med multispecificitet (flere Ab-fragmenter, der genkender forskellige epitoper) for at forbedre antigengenkendelse.

Studere: Antistofaffinitet og multispecificitet giver sammen beskyttelse mod SARS-CoV-2 og resistens mod virusudslip. Fotokredit: Corona Borealis Studio / Shutterstock

*Vigtig BEMÆRK:bioRxiv udgiver foreløbige videnskabelige rapporter, der ikke er peer-reviewed og derfor ikke bør betragtes som afgørende, beregnet til at vejlede klinisk praksis/sundhedsrelateret adfærd eller behandles som etableret information.

Om studiet

I denne undersøgelse undersøgte forskere, om den forbedrede in vitro SARS-CoV-2-neutralisering, der tidligere er rapporteret for MB-platformen, kunne resultere i in vivo-beskyttelse ved lave doser. De undersøgte også, om MB'erne kan genoprette tabet af neutraliseringsevne observeret med konventionelt anvendte mAbs mod VOC'er af SARS-CoV-2 og udvide deres handlingsområde til andre vira.

Den trispecifikke MB blev samlet ved atomopløsning og undersøgt ved anvendelse af kryo-elektronmikroskopi (cryo-EM) analyse. Evnen af ​​MB til at give immunbeskyttelse in vivo blev evalueret ved at generere en IgG cocktail svarende til MB og omfattende IgG4 Fc mutationer (F234A, S228P, G237A, P238S, L235A) for at eliminere binding til Fc gamma receptorer (FcgRs). Biolag interferometri (BLI) eksperimenter og ADCP (Ab-afhængig celle-medieret fagocytose) eksperimenter blev udført.

Humane mus, der udtrykker angiotensin-konverterende enzym 2 (hACE2) og hFcRn, blev behandlet med MB- og IgG4-molekyler uden FcgR-binding og inficeret intranasalt med SARS-CoV-2. Lungeprøver fra mus blev indsamlet for at bestemme pulmonale virustitre baseret på deres cytopatiske virkninger (CPE) og kvantitative revers transkriptionspolymerasekædereaktion (qRT-PCR) analyse.

For at undersøge om neutraliseringsstyrken af ​​mAb'erne kunne forbedres yderligere, blev monospecifikke MB'er udtrykt, og deres neutraliseringsbredde og evne blev sammenlignet med deres tilsvarende mAbs mod SARS-CoV-2 vildtype (WT) stammen og VOC'erne Alpha, Beta. Gamma, Delta og Omicron BA.1.

Pseudovirus (PsV) neutraliseringstest og sarbecovirus neuraliseringstest blev udført for at bestemme neutralisationstitre. Derudover blev de molekylære bindingsmekanismer af mAb 80 undersøgt.

Trispecifik 2-7-10-40-11-11 molekylær dækning blev vurderet baseret på den individuelle og kombinerede RBD-begravede overflade (BSA) af Ab-specificiteter vist ved deres tredimensionelle (3D) strukturer. Til cellekultureksperimenter blev humane embryonale nyre (HEK) 293T-ACE2-celler og Vero E6-celler brugt, og gener, der koder for humane apoferritin-fusioner, fragmentantigenbindende regioner (Fabs), fragmentkrystalliserbare regioner (Fcs) og IgG'er blev udtrykt i HEK 293F-cellerne. Proteinfraktionerne blev oprenset ved kromatografi, og flowcytometri (FC) analyse blev udført.

Resultater

De Ab-lignende molekylære kerner var homogene. Forbedringerne i neutraliseringsstyrken af ​​MB resulterede i forbedret in vivo immunbeskyttelse ved doser 30 gange lavere end de tilsvarende IgG'er. MB'er neutraliserede effektivt SARS-CoV-2-varianter ved at udnytte kombineret aviditet, og flere mAbs kunne samles til et MB-molekyle (med 62 kontaktrester) for at neutralisere andre sarbecovirus end SARS-CoV-2.

Apoferritin-MB-stilladset lignede den humane apoferritin-lette kæde. Den halvmaksimale inhiberende koncentration (IC50) værdi af det trispecifikke MB (TMB) var 0,0002 μg/ml, hvilket var 1000 gange højere end IgG cocktailen. IgG4 Ab-cocktailen og TMB bandt til murine og humane FcRn, men ikke til FcgR'er. TMB gav signifikant højere beskyttelse (60 % overlevelse) end IgG4 Ab-cocktailen.

Fem mAbs (80, 52, 80, 11-11, 10-40 og 2-36) viste en bredde på 100 % med en IC50 cutoff på fem μg/ml. Ved at bruge en IC50 cutoff på 0,01 μg/mL neutraliserede kun 11-11 og 10-40 to VOC'er. I modsætning hertil, når de blev brugt som monospecifikke MB'er, opnåede tre mAb-specificiteter (2-7, 80 og 52) en neutraliseringsbredde på 100 % ved brug af den samme cut-off-værdi.

mAb 80 inhiberede SARS-CoV-2 ved at forhindre interaktionen af ​​receptorbindingsmotivet (RBM) med ACE2, og den tunge kæde af mAb og T478- og S477-resterne var hovedsageligt ansvarlige for vært-virus-interaktionerne. Resterne blev muteret til VOC'er, hvilket reducerede Ab-binding, som blev øget med MB. På samme måde reducerede mutationer VOC-neutraliseringen af ​​SARS-CoV-2 og andre sarbecovira af mAbs 2-7, 10-40 og 11-11 inkorporeret i det trispecifikke molekyle, som blev genoprettet af det højere BSA, der dækkede MB.

Samlet set viste undersøgelsesresultaterne, at den trispecifikke 2-7-10-40-11-11-MB repræsenterer proof of concept for bred, robust og stærk pan-sarbecovirus-neutralisering ved at målrette tre ufuldstændigt overlappende funktionelle RBD-epitoper og ved at neutralisere styrkestigninger gennem aviditetsmolekyle.

*Vigtig BEMÆRK:bioRxiv udgiver foreløbige videnskabelige rapporter, der ikke er peer-reviewed og derfor ikke bør betragtes som afgørende, beregnet til at vejlede klinisk praksis/sundhedsrelateret adfærd eller behandles som etableret information.

Reference:

• 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