В недавнем исследовании, опубликованном на сервере препринтов bioRxiv *, исследователи сообщили о трех человеческих моноклональных антителах (mAb), полученных от людей, переболевших коронавирусной болезнью 2019 (COVID-19), во время начальной волны пандемии в Индии.

Фон

Постоянное появление подвариантов Omicron коронавируса тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2), уклоняющихся от иммунитета и более заразных, поставило под угрозу эффективность mAb против SARS-CoV-2 и вакцины . Детальное понимание молекулярных характеристик эпитопов, нейтрализующих SARS-CoV-2, разработанных вирусными вариантами, может помочь в разработке агентов против SARS-CoV-2.

Авторы настоящего исследования ранее идентифицировали 92 mAb, связывающихся с рецептор-связывающим доменом (RBD), выделенных от пяти выздоровевших от COVID-19 лиц с наследственными инфекциями штамма SARS-CoV-2 WA.1 и мощным пан-омикронным субвариантом, нейтрализующим и широким спектром действия. -спектр класса 3 Ab (002-S21F2) в Индии.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи дополнительно охарактеризовали три (002-13, 002-02 и 034-32) из ​​92 ранее выделенных моноклональных антител, которые продемонстрировали сильную нейтрализацию WA.1, но отличались нейтрализацией варианта SARS-CoV-2.

Был проведен структурный анализ трех mAb в комплексе с белком тримерного шипа (S), и иммуногенетический состав, функция и структура mAb были сопоставлены с таковыми у 002-S21F2. Также были проведены иммуногенетический анализ генов Ab, электронная микроскопия с отрицательным окрашиванием (NS-EM) и крио-EM. Поверхность эпитопа mAb оценивали для оценки влияния вариантных мутаций на функциональность Ab и их вклада в уклонение варианта от иммунного ответа.

МкАТ подвергали генетическому анализу, и для оценки связывания вируса с МкАТ проводили биослойную интерферометрию (БЛИ), твердофазный иммуноферментный анализ (ИФА) и мезомасштабные электрохемилюминесцентные анализы связывания. Кроме того, были проведены анализы нейтрализации mNeonGreen (FRNT-mNG) с уменьшением фокуса, чтобы оценить нейтрализацию вариантов и связать ландшафт мутаций вариантного паратопа с функцией Ab. Анализ картирования эпитопов проводили для определения молекулярных детерминант распознавания эпитопов, а моделирование молекулярной динамики (МД) выполняли для оценки влияния мутаций RBD на связывание mAb.

Полученные результаты

Thorne Research, витамины D и K2, 25 мкг (1000 МЕ), 30 мл (1 жидк. унция)

Все три mAb продемонстрировали сильную нейтрализацию альфа- и дельта-вариантов SARS-CoV-2, но плохую нейтрализацию бета-вариантов и отсутствие нейтрализации Omicron BA.1. МкАТ продемонстрировали надежное и двухвалентное связывание с шиповидным белком (S) SARS-CoV-2, а mAb 002-02 и 034-32 нацелены на эпитопы RBD класса 1, тогда как mAb 002-13 нацелены на эпитопы RBD класса 4.

МкАТ были закодированы генами тяжелой вариабельной области 3-30-3 ( IGHV3-30) и IGHV3-53/66 иммуноглобулина, а их гены тяжелой цепи-V (вариабельной) были закодированы общими общедоступными ответами антител, как сообщалось в антителах к коронавирусу. база данных (CoV-AbDab) из 6520 mAb против RBD, которые были выделены от лиц с инфекциями SARS-CoV-2 и вакцинированных от COVID-19. Интересно, что гены IGHV3-30 и IGHJ4 002-13 были наиболее часто наблюдаемой парой VJ, используемой mAb против RBD.

002-13, напоминающие общие mAb, содержали консервативный мотив CxGGxC в определяющей комплементарность области H3 (CDRH3), включающей 22 остатка, кодируемых геном IGHD2-8 (тяжелое разнообразие иммуноглобулинов 2-8 ) . Ответ общего клонотипа Ab IGHV3-53 (034-32) и IGHV3-66 (002-02) показал характерные мотивы SGGS и NY в их сайтах CDRH2 и CDRH1, соответственно. 002-13 В связывании RBD преобладали (76%) тяжелые цепи, а общая площадь скрытой поверхности составляла 887 Å 2 .

Взаимодействия с участием остатков S371-C379 в области RBD и петли CDR3 тяжелой цепи в значительной степени ответственны за распознавание эпитопа. Несмотря на то, что 002-13 было связано с внешней стороной поверхности рецептор-связывающего мотива (RBM), mAb могло стерически блокировать связывание ангиотензинпревращающего фермента 2 (ACE2) благодаря ориентации легких цепей. Связывание 002-13 оставалось неизменным по отношению к вариантам Альфа, Бета и Дельта, но mAb не могло нейтрализовать Омикрон.

Аналогично, 034-32 и 002-02 показали сравнимую аффинность связывания и титры нейтрализации для альфа, дельта и WA.1, но гораздо более низкое связывание с бета и не могли нейтрализовать Омикрон. Что касается 034-32 и 002-02, то в большинстве контактов RBD преобладала (70%) тяжелая цепь, а общая скрытая поверхность между mAb и RBD составляла 1058 Å 2 . Ключевыми мутациями, ответственными за уклонение от бета-иммунитета, были E484A и K417N для 034-32 и 002-02.

Омикрон содержал шесть мутаций (S477N, K417N, G496S, Q498R, N501Y и Q493R) в эпитопах 002-02/034-32 и три мутации (S373P, S375F и S371L) в эпитопах связывания 002-13, в совокупности ответственных за иммунный ответ Омикрона. уклончивость. Мутации Omicron, благоприятствующие конформации S «вверх», могут способствовать взаимодействиям ACE2.

Выводы

В целом, результаты исследования каталогизировали чувствительность антител к классу эпитопов к существующим вариантам SARS-CoV-2 и могут дать информацию об их действиях в отношении новых появляющихся вариантов. Полученные данные показали, что иммунологическое давление, оказываемое общим ответом антител на SARS-CoV-2, вероятно, может вызвать эволюцию SARS-CoV-2 с мутациями в остатках эпитопа антител класса 4.

Конкретные комбинации мутаций влияли на титры связывания и нейтрализации антител против вариантов SARS-CoV-2. Мутации следует отслеживать для разработки эффективных терапевтических стратегий против новых появляющихся вирусов. Кроме того, результаты исследования могут помочь в оценке структурных характеристик новых вариантов SARS-CoV-2, уклоняющихся от иммунного ответа.

*Важное замечание

bioRxiv bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются экспертами и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, направляющие клиническую практику/поведение, связанное со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.