Kombinasjonen av multispesifisitet og antistoffaviditet øker beskyttelsen mot SARS-CoV-2

Kombinasjonen av multispesifisitet og antistoffaviditet øker beskyttelsen mot SARS-CoV-2

I en fersk studie publisert i bioRxiv * Preprint-server: Et internasjonalt team av forskere brukte den MULTI-spesifikke multiaffinitetsantistoffplattformen (Multabody, MB) avledet fra den humane lettkjede-apoferritin-protomeren for å generere et bredt og potent alvorlig akutt respiratorisk syndrom (SARS-CoV-2) koronavirus. 2)-nøytraliserende antistoffer (Abs).

Den kontinuerlige fremveksten av SARS-CoV-2-varianter av bekymring (VOC) har truet effektiviteten til terapeutiske anti-SARS-CoV-2 monoklonale antistoffer (mAbs). Studieforfatterne utviklet tidligere MB-plattformen for å forbedre nøytraliseringsevnen til anti-SARS-CoV-2 og anti-humant immunsviktvirus-1 (HIV-1) Abs. Videre rapporterte de at økt Ab-affinitet kunne kombineres med multispesifisitet (flere Ab-fragmenter som gjenkjenner forskjellige epitoper) for å forbedre antigengjenkjenningen.

Studere: Antistoffaffinitet og multispesifisitet kombineres for å gi beskyttelse mot SARS-CoV-2 og motstand mot virusflukt. Fotokreditt: Corona Borealis Studio / Shutterstock

*Viktig MERK:bioRxiv publiserer foreløpige vitenskapelige rapporter som ikke er fagfellevurdert og derfor ikke bør anses som avgjørende, ment å veilede klinisk praksis/helserelatert atferd, eller behandles som etablert informasjon.

Om studiet

I denne studien undersøkte forskere om den forbedrede in vitro SARS-CoV-2-nøytraliseringen tidligere rapportert for MB-plattformen kan resultere i in vivo-beskyttelse ved lave doser. De undersøkte også om MB-ene kan gjenopprette tapet av nøytraliseringsevne observert med konvensjonelt brukte mAbs mot VOC-er av SARS-CoV-2 og utvide deres virkeområde til andre virus.

Den trispesifikke MB ble satt sammen ved atomoppløsning og undersøkt ved bruk av kryo-elektronmikroskopi (cryo-EM) analyse. Evnen til MB til å gi immunbeskyttelse in vivo ble evaluert ved å generere en IgG-cocktail som tilsvarer MB og omfattende IgG4 Fc-mutasjoner (F234A, S228P, G237A, P238S, L235A) for å eliminere binding til Fc-gamma-reseptorer (FcgRs). Biolagsinterferometri (BLI) eksperimenter og ADCP (Ab-avhengig cellemediert fagocytose) eksperimenter ble utført.

Humane mus som uttrykker angiotensin-konverterende enzym 2 (hACE2) og hFcRn ble behandlet med MB- og IgG4-molekyler uten FcgR-binding og infisert intranasalt med SARS-CoV-2. Lungeprøver fra mus ble samlet for å bestemme lungevirustitere basert på deres cytopatiske effekter (CPE) og kvantitativ revers transkripsjonspolymerasekjedereaksjon (qRT-PCR) analyse.

For å undersøke om nøytraliseringsstyrken til mAbs kunne forbedres ytterligere, ble monospesifikke MB-er uttrykt og deres nøytraliseringsbredde og -evne ble sammenlignet med deres tilsvarende mAbs mot SARS-CoV-2 villtype (WT)-stammen og VOC-ene Alpha, Beta. Gamma, Delta og Omicron BA.1.

Pseudovirus (PsV) nøytraliseringstester og sarbecovirus neuraliseringstester ble utført for å bestemme nøytraliseringstitre. I tillegg ble de molekylære bindingsmekanismene til mAb 80 undersøkt.

Trispesifikk 2-7-10-40-11-11 molekylær dekning ble vurdert basert på den individuelle og kombinerte RBD-begravde overflaten (BSA) av Ab-spesifisiteter vist ved deres tredimensjonale (3D) strukturer. For cellekultureksperimenter ble humane embryonale nyre (HEK) 293T-ACE2-celler og Vero E6-celler brukt, og gener som koder for humane apoferritin-fusjoner, fragmentantigenbindende regioner (Fabs), fragmentkrystalliserbare regioner (Fcs) og IgG-er ble uttrykt i HEK 293F-cellene. Proteinfraksjonene ble renset ved kromatografi og flowcytometri (FC) analyse ble utført.

Resultater

De Ab-lignende molekylkjernene var homogene. Forbedringene i nøytraliseringsstyrken til MB resulterte i forbedret in vivo immunbeskyttelse ved doser 30 ganger lavere enn de tilsvarende IgG-ene. MB-er nøytraliserte effektivt SARS-CoV-2-varianter ved å utnytte kombinert aviditet, og flere mAbs kunne settes sammen til ett MB-molekyl (med 62 kontaktrester) for å nøytralisere andre sarbecovirus enn SARS-CoV-2.

Apoferritin-MB-stillaset var likt det humane apoferritin-lette kjeden. Den halvmaksimale hemmende konsentrasjonen (IC50)-verdien til den trispesifikke MB (TMB) var 0,0002 μg/ml, som var 1000 ganger høyere enn for IgG-cocktailen. IgG4 Ab-cocktailen og TMB ble bundet til murine og humane FcRn, men ikke til FcgRs. TMB ga betydelig høyere beskyttelse (60 % overlevelse) enn IgG4 Ab-cocktailen.

Fem mAbs (80, 52, 80, 11-11, 10-40 og 2-36) viste en bredde på 100 % med en IC50-grenseverdi på fem μg/ml. Ved å bruke et IC50-grensesnitt på 0,01 μg/mL, nøytraliserte imidlertid bare 11-11 og 10-40 to VOC. I kontrast, når de ble brukt som monospesifikke MB-er, oppnådde tre mAb-spesifisiteter (2–7, 80 og 52) en nøytraliseringsbredde på 100 % ved bruk av samme grenseverdi.

mAb 80 hemmet SARS-CoV-2 ved å forhindre interaksjonen av reseptorbindingsmotivet (RBM) med ACE2, og den tunge kjeden av mAb og T478- og S477-restene var hovedsakelig ansvarlige for vert-virus-interaksjonene. Restene ble mutert til VOC, noe som reduserte Ab-bindingen, som ble økt med MB. På samme måte reduserte mutasjoner VOC-nøytraliseringen av SARS-CoV-2 og andre sarbecovirus av mAbs 2–7, 10–40 og 11–11 inkorporert i det trispesifikke molekylet, som ble gjenopprettet av den høyere BSA som dekker MB.

Samlet sett viste studieresultatene at den trispesifikke 2-7-10-40-11-11-MB representerer proof of concept for bred, robust og sterk pan-sarbecovirus-nøytralisering ved å målrette mot tre ufullstendig overlappende funksjonelle RBD-epitoper og ved å nøytralisere styrkeøkninger gjennom aviditetsmolekyler.

*Viktig MERK:bioRxiv publiserer foreløpige vitenskapelige rapporter som ikke er fagfellevurdert og derfor ikke bør anses som avgjørende, ment å veilede klinisk praksis/helserelatert atferd, eller behandles som etablert informasjon.

Referanse:

• 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