Kombinacja potrójnych przeciwciał jest obiecującym kandydatem do immunoterapii przeciwko budzącym obawy wariantom SARS-CoV-2

W niedawnym badaniu opublikowanym w pole wyszukiwania* Serwer Prepress, naukowcy tworzą panel przeciwciał neutralizujących (bnAbs) przeciwko SARS-CoV, koronawirusowi zespołu ostrej ostrej niewydolności oddechowej 2 (SARS-CoV-2) i jego wariantom będącym przedmiotem zainteresowania (VOC), w tym Omicron z sekwencyjnie immunizowanych myszy.

o nauce

W bieżącym badaniu naukowcy wyprodukowali łącznie 34 usieciowane przeciwciała monoklonalne (mAb) celujące w konserwowane epitopy domeny wiążącej receptor (RBD) zarówno SARS-CoV-2, jak i SARS-CoV. Użyli dwóch rekombinowanych wirusów pęcherzykowego zapalenia jamy ustnej (VSV) o nazwie rVSV-SARS i rVSV-SARS2.

Do badania autorzy naprzemiennie immunizowali myszy rVSV-SARS i rVSV-SARS2 w okresie jednego tygodnia, a rVSV-SARS służył jako podstawowy immunogen. Po trzech dawkach zarówno rVSV-SARS, jak i rVSV-SARS2, poświęcili sekwencjonowane immunizowane myszy, aby skonstruować populację komórek hybrydomy, z której wyselekcjonowali mAb.

mAb, a dokładniej przeciwciała specyficzne dla RBD, zostały sklasyfikowane w pięciu podklasach — C1, C2, C3, C4 i C5, w oparciu o ich tryby wiązania i współzawodnictwa z enzymem konwertującym angiotensynę 2 (ACE2).

Wyniki

Spośród 34 bnAbs do neutralizacji krzyżowej 19 wykazało podobną skuteczność neutralizacji wobec SARS-CoV-2 i SARS-CoV z różnicą o jeden rząd wielkości przy połowie maksymalnego stężenia hamującego (IC).₅₀), ujawniając, że rozpoznane epitopy mAb są wysoce konserwatywne w SARS-CoV-2 i SARS-CoV i skutecznie zapobiegają ucieczce z wielu wariantów SARS-CoV-2. W przeciwieństwie do tego, nAb C2 i C3 zawierały słabe krzyżowo neutralizujące mAb o zdolnościach neutralizujących nastawionych na SARS-CoV i SARS-CoV-2.

3, 4 i 5 bnAbs reprezentowane odpowiednio przez S309, S2X259 i S2H972 miały szeroki zakres neutralizacji wobec kilku VOC i SARS-CoV; Jednak większość z tych niedozwolonych organizacji, w tym upoważnionych na mocy EUA, wykazała spadek działań neutralizujących wobec Omicron. Podobnie neutralizator krzyżowy bnAbs X01, X10 i X17 uzyskany w tym badaniu wykazał ograniczoną skuteczność neutralizacji w stosunku do Omicron. W odniesieniu do nAb klasy 5, w tym X17, miały również niższą efektywną skuteczność neutralizacji (IC₅₀: 1 ~ 10 μg/ml), co ogranicza jego możliwości zastosowania klinicznego.

Chociaż modyfikacja rozmiaru X17 w celu zapobieżenia przyłączeniu RBD-ACE2 może być dobrą techniką optymalizacji poprawiającą skuteczność korektora; Niemniej jednak konserwatywne epitopy służą jako idealny cel dla następnej generacji szeroko zakrojonych szczepionek przeciwko SARS-CoV-2 i jego wariantom.

Ponadto, pomimo poważnych mutacji w RBD Omicron, sekwencyjna immunizacja rVSV-SARS i rVSV-SARS2 w tym badaniu wykazała możliwość osiągnięcia skutecznego immunostymulacyjnego skupienia się na tych bardziej konserwatywnych epitopach, takich jak epitopy skierowane przez przeciwciała klasy 5. Jednakże, mutanty Omicron obecne w tych konserwatywnych epitopach dla nAb klasy 3 i 4 spowodowały znaczny spadek siły neutralizacji.

Analiza strukturalna wykazała, że ​​mutacje E484, Q493 i N440 na Omicron RBD zmniejszały wiązanie do klasy 3 nAb X10; Podobnie, poprzednie badanie wykazało, że nawet mutacja G446S w obrębie Omicron RBD zmniejsza wiązanie z innym nAb klasy 3 REGN10987. Mutacje w mAb klasy 4 X01, S371 i S375 również pomagają pośredniczyć w ucieczce wariantu Omicron.

Z drugiej strony, X01, X10 i X17 skutecznie chronią przed infekcją B.1.351. in vivo. Wykazano, że koktajl atoltefimab, maftifimab i odivimab Ben Apps, zatwierdzony w 2020 r., zwalcza wirusa Ebola.

Podsumowując, Omicron wykazał bezprecedensowe unikanie większości mAb. Powinna być elementem seryjnej immunizacji, wraz z SARS-CoV i SARS-CoV-2, aby uzyskać dokładniejsze skupienie immunologiczne, co skutkuje odpowiedzią bnAb na obecne VOC i przyszłe pojawiające się warianty.

Analizy struktury ujawniły obecność trzech niekonkurujących równoważnych, usieciowanych epitopów wokół SARS-CoV-2 RBD. Jeżeli te elementy są zajęte jednocześnie, np. X01, X10 i X17 mogą skutecznie chronić większość polędwicy, to w synergii zneutralizuje to wszystkie warianty. Wyniki te dostarczają ważnych informacji na temat możliwości opracowania potrójnej kombinacji przeciwciał przeciwko chorobom zakaźnym, w tym COVID-19.

W tym trójskładnikowym koktajlu X01 i X10 umiarkowanie hamowały wiązanie RBD i ACE2 i były skutecznie neutralizowane (IC₅₀0,05-0,16 μg/ml) przeciwko SARS-CoV-2 i większości lotnych związków organicznych, głównie poprzez zakłócanie interakcji z receptorem wirusa. Trzecie mAb X17, które rozpoznało wysoce konserwatywny epitop ukryty w RBD, zneutralizowało wirusa poprzez destabilizację białka wypustki (S). Ogólnie rzecz biorąc, ten potrójny koktajl przeciwciał wykazał synergiczną skuteczność neutralizacji z IC₅₀ 3,5 µg/ml przeciwko omikronie.

Chociaż możliwe jest kliniczne podanie dawki tak dużej jak 8 g/ml, 3,5 μg/ml tej mieszaniny przeciwciał może również skutecznie neutralizować Omicron. Jednak wyniki badań wymagają dalszego potwierdzenia w badaniach na zwierzętach.

Wniosek

Ogólnie rzecz biorąc, wyniki te wykazały, że koktajl potrójnych przeciwciał wydaje się być obiecującą immunoterapią przeciwko SARS-CoV-2 VOC, zwłaszcza Omicronowi.

Badanie udokumentowało również, że sekwencyjna immunizacja może osiągnąć immunokoncentrację na konserwowanych epitopach SARS-CoV i SARS-CoV-2 w celu wywołania prawidłowych ilości bnAb przeciwko SARS-CoV, SARS-CoV-2 i VOC. Szczepionki przeciw COVID-19 lub terapie przeciwciałami oparte na koncepcji „koncentracji immunologicznej” mogą być nową przyszłą strategią zapobiegania i leczenia COVID-19.

*Ważna uwaga

Preprints z Research Square publikuje wstępne doniesienia naukowe, które nie były recenzowane, a zatem nie powinny być uznawane za rozstrzygające, ukierunkowywać praktykę kliniczną/zachowania związane ze zdrowiem lub być traktowane jako ustalone informacje.