Kombinationen av multispecificitet och antikroppsaviditet ökar skyddet mot SARS-CoV-2

Kombinationen av multispecificitet och antikroppsaviditet ökar skyddet mot SARS-CoV-2

I en nyligen publicerad studie publicerad i bioRxiv * Preprint-server: Ett internationellt team av forskare använde den MULTI-specifika multiaffinitetsantikroppsplattformen (Multabody, MB) härledd från den mänskliga lätta kedjan apoferritin-protomer för att generera ett brett och potent allvarligt akut respiratoriskt syndrom (SARS-CoV-2) coronavirus. 2)-neutraliserande antikroppar (Abs).

Den kontinuerliga uppkomsten av SARS-CoV-2 varianter av oro (VOC) har hotat effektiviteten av terapeutiska anti-SARS-CoV-2 monoklonala antikroppar (mAbs). Studieförfattarna har tidigare utvecklat MB-plattformen för att förbättra neutraliseringsförmågan hos anti-SARS-CoV-2 och anti-humant immunbristvirus-1 (HIV-1) Abs. Dessutom rapporterade de att ökad Ab-affinitet kunde kombineras med multispecificitet (flera Ab-fragment som känner igen olika epitoper) för att förbättra antigenigenkänningen.

Studera: Antikroppsaffinitet och multispecificitet kombineras för att ge skydd mot SARS-CoV-2 och resistens mot virusflykt. Fotokredit: Corona Borealis Studio / Shutterstock

*Viktig OBS:bioRxiv publicerar preliminära vetenskapliga rapporter som inte är peer-reviewed och därför inte ska anses vara avgörande, avsedda att vägleda klinisk praxis/hälsorelaterat beteende eller behandlas som etablerad information.

Om studien

I den aktuella studien undersökte forskare om den förbättrade in vitro SARS-CoV-2-neutraliseringen som tidigare rapporterats för MB-plattformen kan resultera i in vivo-skydd vid låga doser. De undersökte också om MBs kan återställa förlusten av neutraliseringsförmåga som observerats med konventionellt använda mAbs mot VOC av SARS-CoV-2 och utöka deras verkan till andra virus.

Den trispecifika MB sattes ihop med atomupplösning och undersöktes med användning av kryo-elektronmikroskopi (kryo-EM) analys. Förmågan hos MB att tillhandahålla immunskydd in vivo utvärderades genom att generera en IgG-cocktail motsvarande MB och innefattande IgG4 Fc-mutationer (F234A, S228P, G237A, P238S, L235A) för att eliminera bindning till Fc-gamma-receptorer (FcgRs). Biolager-interferometri (BLI)-experiment och ADCP-experiment (Ab-beroende cellmedierad fagocytos) utfördes.

Mänskliga möss som uttrycker angiotensinomvandlande enzym 2 (hACE2) och hFcRn behandlades med MB- och IgG4-molekyler utan FcgR-bindning och infekterades intranasalt med SARS-CoV-2. Lungprover från möss samlades in för att bestämma lungvirustitrar baserat på deras cytopatiska effekter (CPE) och kvantitativ analys av omvänd transkription-polymeraskedjereaktion (qRT-PCR).

För att undersöka om neutralisationsstyrkan hos mAbs kunde förbättras ytterligare, uttrycktes monospecifika MBs och deras neutraliseringsbredd och förmåga jämfördes med deras motsvarande mAbs mot SARS-CoV-2 vildtyp (WT)-stammen och VOC:erna Alpha, Beta. Gamma, Delta och Omicron BA.1.

Pseudovirus (PsV) neutralisationstester och sarbecovirus neuraliseringstester utfördes för att bestämma neutralisationstitrar. Dessutom undersöktes de molekylära bindningsmekanismerna för mAb 80.

Trispecifik 2-7-10-40-11-11 molekylär täckning utvärderades baserat på den individuella och kombinerade RBD-begravda ytan (BSA) av Ab-specificiteter som visades av deras tredimensionella (3D) strukturer. För cellodlingsexperiment användes humana embryonala njure (HEK) 293T-ACE2-celler och Vero E6-celler, och gener som kodar för humana apoferritinfusioner, fragmentantigenbindande regioner (Fabs), fragmentkristalliserbara regioner (Fcs) och IgGs uttrycktes i HEK 293F-cellerna. Proteinfraktionerna renades genom kromatografi och flödescytometri (FC) analys utfördes.

Resultat

De Ab-liknande molekylära kärnorna var homogena. Förbättringarna i neutraliseringsstyrkan för MB resulterade i förbättrat immunskydd in vivo vid doser 30 gånger lägre än motsvarande IgG. MB neutraliserade effektivt SARS-CoV-2-varianter genom att utnyttja kombinerad aviditet, och flera mAbs kunde sättas samman till en MB-molekyl (med 62 kontaktrester) för att neutralisera andra sarbecovirus än SARS-CoV-2.

Apoferritin-MB-ställningen liknade den mänskliga lätta kedjan av apoferritin. Värdet för halvmaximal hämmande koncentration (IC50) för den trispecifika MB (TMB) var 0,0002 μg/ml, vilket var 1000 gånger högre än värdet för IgG-cocktailen. IgG4 Ab-cocktailen och TMB band till murin och human FcRn men inte till FcgRs. TMB gav betydligt högre skydd (60 % överlevnad) än IgG4 Ab-cocktailen.

Fem mAbs (80, 52, 80, 11-11, 10-40 och 2-36) visade en bredd på 100 % med en IC50-gräns på fem μg/ml. Med ett IC50-gränsvärde på 0,01 μg/ml neutraliserade dock endast 11-11 och 10-40 två VOC. Däremot, när de användes som monospecifika MB, uppnådde tre mAb-specificiteter (2–7, 80 och 52) en neutraliseringsbredd på 100 % med samma gränsvärde.

mAb 80 hämmade SARS-CoV-2 genom att förhindra interaktionen av det receptorbindande motivet (RBM) med ACE2, och den tunga kedjan av mAb och T478- och S477-resterna var huvudsakligen ansvariga för värd-virusinteraktionerna. Resterna muterades till VOC, vilket minskade Ab-bindningen, som ökades med MB. På samma sätt minskade mutationer VOC-neutraliseringen av SARS-CoV-2 och andra sarbecovirus av mAbs 2–7, 10–40 och 11–11 inkorporerade i den trispecifika molekylen, som återställdes av den högre BSA som täcker MB.

Sammantaget visade studieresultaten att den trispecifika 2-7-10-40-11-11-MB representerar proof of concept för bred, robust och stark pan-sarbecovirusneutralisering genom att rikta in sig på tre ofullständigt överlappande funktionella RBD-epitoper och genom att neutralisera potensökningar genom aviditetsmolekyler.

*Viktig OBS:bioRxiv publicerar preliminära vetenskapliga rapporter som inte är peer-reviewed och därför inte ska anses vara avgörande, avsedda att vägleda klinisk praxis/hälsorelaterat beteende eller behandlas som etablerad information.

Hänvisning:

• 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