Kombinacija multispecifičnosti in avidnosti protiteles poveča zaščito pred SARS-CoV-2

Kombinacija multispecifičnosti in avidnosti protiteles poveča zaščito pred SARS-CoV-2

V nedavni študiji, objavljeni v bioRxiv * Strežnik prednatisa: mednarodna skupina raziskovalcev je uporabila platformo MULTI-specifičnih protiteles z več afinitetami (Multabody, MB), pridobljeno iz protomerja apoferitina človeške lahke verige, za ustvarjanje širokega in močnega koronavirusa hudega akutnega respiratornega sindroma (SARS-CoV-2). 2)-nevtralizirajoča protitelesa (Abs).

Stalno pojavljanje skrb vzbujajočih različic SARS-CoV-2 (VOC) je ogrozilo učinkovitost terapevtskih monoklonskih protiteles (mAbs) proti SARS-CoV-2. Avtorji študije so predhodno razvili platformo MB za izboljšanje sposobnosti nevtralizacije anti-SARS-CoV-2 in anti-virusa humane imunske pomanjkljivosti-1 (HIV-1) Abs. Poleg tega so poročali, da bi povečano afiniteto proti Ab lahko kombinirali z multispecifičnostjo (več fragmentov Ab, ki prepoznajo različne epitope), da bi izboljšali prepoznavanje antigena.

študija: Afiniteta protiteles in multispecifičnost skupaj zagotavljata zaščito pred SARS-CoV-2 in odpornost proti uhajanju virusa. Avtor fotografije: Studio Corona Borealis / Shutterstock

*Pomembna OPOMBA:bioRxiv objavlja predhodna znanstvena poročila, ki niso strokovno pregledana in se zato ne bi smela šteti za dokončna, namenjena usmerjanju klinične prakse/vedenja v zvezi z zdravjem ali jih obravnavati kot uveljavljene informacije.

O študiju

V tej študiji so raziskovalci raziskovali, ali bi izboljšana in vitro nevtralizacija SARS-CoV-2, o kateri so prej poročali za platformo MB, lahko povzročila zaščito in vivo pri nizkih odmerkih. Preučili so tudi, ali lahko MB obnovijo izgubo sposobnosti nevtralizacije, ki so jo opazili pri običajno uporabljenih mAb proti VOC SARS-CoV-2, in razširijo svoj obseg delovanja na druge viruse.

Trispecifični MB je bil sestavljen pri atomski ločljivosti in pregledan z analizo krioelektronske mikroskopije (cryo-EM). Sposobnost MB, da zagotovi imunsko zaščito in vivo, je bila ovrednotena z ustvarjanjem koktajla IgG, ki ustreza MB in vsebuje IgG4 Fc mutacije (F234A, S228P, G237A, P238S, L235A), da se odpravi vezava na Fc receptorje gama (FcgRs). Izvedeni so bili poskusi interferometrije bioplasti (BLI) in poskusi ADCP (Ab-odvisna celično posredovana fagocitoza).

Človeške miši, ki izražajo angiotenzinsko konvertazo 2 (hACE2) in hFcRn, so zdravili z molekulami MB in IgG4 brez vezave FcgR in jih intranazalno okužili s SARS-CoV-2. Zbrali smo vzorce pljuč pri miših, da bi določili titre pljučnega virusa na podlagi njihovih citopatskih učinkov (CPE) in analize kvantitativne verižne reakcije s polimerazo (qRT-PCR).

Da bi raziskali, ali je mogoče nevtralizacijsko moč mAbs še izboljšati, so bili izraženi monospecifični MB, njihova širina in sposobnost nevtralizacije pa primerjana z njihovimi ustreznimi mAbs proti sevu SARS-CoV-2 divjega tipa (WT) in HOS Alfa, Beta. Gama, Delta in Omikron BA.1.

Za določitev nevtralizacijskih titrov so izvedli nevtralizacijske teste psevdovirusa (PsV) in nevralizacijske teste sarbekovirusa. Poleg tega so bili raziskani mehanizmi molekularne vezave mAb 80.

Trispecifična 2-7-10-40-11-11 molekularna pokritost je bila ocenjena na podlagi posamezne in kombinirane RBD zakopane površine (BSA) specifičnosti Ab, prikazane z njihovimi tridimenzionalnimi (3D) strukturami. Za poskuse celične kulture so bile uporabljene celice človeških embrionalnih ledvic (HEK) 293T-ACE2 in celice Vero E6, v celicah HEK 293F pa so bili izraženi geni, ki kodirajo fuzije humanega apoferitina, regije, ki vežejo fragmente antigena (Fabs), regije, ki lahko kristalizirajo fragmente (Fcs), in IgG. Proteinske frakcije smo očistili s kromatografijo in izvedli analizo s pretočno citometrijo (FC).

Rezultati

Ab-podobna molekularna jedra so bila homogena. Izboljšanje nevtralizacijske moči MB je imelo za posledico izboljšano in vivo imunsko zaščito pri odmerkih, ki so bili 30-krat nižji od ustreznih IgG. MB so učinkovito nevtralizirali različice SARS-CoV-2 z izkoriščanjem kombinirane avidnosti, več mAb pa je bilo mogoče sestaviti v eno molekulo MB (z 62 kontaktnimi ostanki) za nevtralizacijo sarbekovirusov, ki niso SARS-CoV-2.

Ogrodje apoferitina-MB je bilo podobno lahki verigi človeškega apoferitina. Vrednost polovične maksimalne inhibitorne koncentracije (IC50) trispecifičnega MB (TMB) je bila 0,0002 μg/ml, kar je bilo 1000-krat več kot pri koktajlu IgG. Koktajl IgG4 Ab in TMB sta se vezala na mišji in človeški FcRn, ne pa tudi na FcgR. TMB je zagotovil znatno večjo zaščito (60 % preživetje) kot koktajl IgG4 Ab.

Pet mAbs (80, 52, 80, 11-11, 10-40 in 2-36) je pokazalo širino 100 % z mejno vrednostjo IC50 pet μg/ml. Vendar pa sta z mejno vrednostjo IC50 0,01 µg/ml samo 11-11 in 10-40 nevtralizirala dva HOS. Nasprotno pa so tri specifičnosti mAb (2–7, 80 in 52) pri uporabi kot monospecifični MB dosegle 100-odstotno nevtralizacijsko širino z uporabo iste mejne vrednosti.

mAb 80 je zaviralo SARS-CoV-2 s preprečevanjem interakcije receptorskega vezavnega motiva (RBM) z ACE2, težka veriga mAb ter ostankov T478 in S477 pa so bili v glavnem odgovorni za interakcije med gostiteljem in virusom. Ostanki so bili mutirani v VOC, kar je zmanjšalo vezavo Ab, ki se je povečala za MB. Podobno so mutacije zmanjšale nevtralizacijo VOC SARS-CoV-2 in drugih sarbekovirusov z mAbs 2–7, 10–40 in 11–11, vključenimi v trispecifično molekulo, ki je bila obnovljena z višjim BSA, ki pokriva MB.

Na splošno so rezultati študije pokazali, da trispecifični 2-7-10-40-11-11-MB predstavlja dokaz koncepta za široko, robustno in močno nevtralizacijo pan-sarbekovirusa z usmerjanjem na tri nepopolno prekrivajoče se funkcionalne epitope RBD in z nevtralizacijo povečanja moči prek molekule avidnosti.

*Pomembna OPOMBA:bioRxiv objavlja predhodna znanstvena poročila, ki niso strokovno pregledana in se zato ne bi smela šteti za dokončna, namenjena usmerjanju klinične prakse/vedenja v zvezi z zdravjem ali jih obravnavati kot uveljavljene informacije.

Referenca:

• 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