Моноклональные антитела, полученные от людей, выздоравливающих от COVID-19, проливают свет на молекулярную основу измененного уклонения от иммунитета SARS-CoV-2 Omicron.

В недавнем исследовании, опубликованном в биоRxiv* На препресс-сервере исследователи сообщают о трех человеческих моноклональных антителах (мАт), вызванных коронавирусной болезнью 2019 (COVID-19), которые выздоровели во время первой волны пандемии в Индии.

фон

Постоянное появление иммуноускользающего и более заразного тяжелого острого респираторного синдрома коронавируса 2 (SARS-CoV-2) привело к угрозе омикронной субъединицы против SARS-CoV-2 и эффективности вакцины. Детальное понимание молекулярных свойств эпитопов, нейтрализующих SARS-CoV-2, разработанных вирусными вариантами, может помочь в разработке агентов против SARS-CoV-2.

Авторы текущего исследования ранее идентифицировали 92 рецептор-связывающих моноклональных антител (RBD), выделенных от пяти выздоровевших пациентов с COVID-19 с инфекцией предковым штаммом SARS-CoV-2 WA.1 и нейтрализующих сильный паномикронный вариант. . — Спектр Ab класса 3 (002-S21F2) в Индии.

об учебе

В этом исследовании исследователи также охарактеризовали три (002-13, 002-02, 034-32) ранее выделенных 92 мА, которые показали сильную нейтрализацию WA.1, но переменную нейтрализацию SARS-CoV-2.

Был проведен структурный анализ белковых комплексов трех шипов (S) mAb, и иммуногистохимическая структура, функция и структура mAb были сопоставлены с 002-S21F2. Также были проведены иммунофлуоресцентный анализ гена AB, негативная просвечивающая электронная микроскопия (NS-EM) и холодная EM. Поверхность эпитопов mAb оценивали для оценки влияния измененных мутаций на функции Ab и их вклада в измененный иммунодефицит.

Для оценки связывания вируса с mAb проводили генетический анализ mAb, анализ интерференции биослоя (BLI), иммуноферментный анализ (ELISA) и электролюминесцентный анализ среднего объема. Кроме того, были проведены анализы фокальной нейтрализации mNeonGreen (FRNT-mNG) для оценки нейтрализации варианта и корреляции измененного мутационного ландшафта растительного покрова с функцией антител. Анализ картирования эпитопов выполняли для идентификации молекулярных детерминант распознавания эпитопов, а моделирование молекулярной динамики (МД) выполняли для оценки влияния мутаций RBD на связывание mAb.

последствия

Все три mAb показали сильную нейтрализацию альфа- и дельта-вариантов SARS-CoV-2, но слабую нейтрализацию бета-варианта и отсутствие нейтрализации Omicron BA.1. МкАТ продемонстрировали сильное связывание с шиповидным белком SARS-CoV-2 и двухвалентными моноклональными антителами 002-02 и 034-32, нацеленными на эпитопы RBD класса 1, тогда как mAb 002-13 нацелены на эпитопы RBD класса 4.

МкАТ кодировались иммуноглобулином 3-30-3, тяжелый вариант. (Гены IGHV3-30, IGHV3-53/66 и их тяжелые (вариабельные) гены V-цепи кодировались общими общими ответами антител, как указано в базе данных Coronavirus Ab (CoV-AbDab) для 6520 mAb против RBD, которые были выделены. лица с инфекцией SARS-CoV-2 и вакцинами против COVID-19. Интересно, что гены IGHV3-30 и IGHJ4 из 002-13 были наиболее часто наблюдаемой парой VJ, используемой mAb против RBD.

002-13-подобные co-mAb содержали консервативный мотив CxGGxC в специфичной для интеграции области H3 (CDRH3), содержащей 22 остатка, кодируемых IGHD2-8 (тяжелая разновидность IgM 2-8).) ген. Ко-чувствительный клонотип Ab IGHV3-53 (034-32) и IGHV3-66 (002-02) показал различные полиморфизмы SGGS и NY в локусах CDRH2 и CDRH1, соответственно. 002-13 RBD доминировал в связывании (76%) с тяжелыми цепями, а общая площадь скрытой поверхности составила 887².

Взаимодействия с участием остатка S371-C379 в области RBD и петли тяжелой цепи CDR3 в значительной степени ответственны за распознавание эпитопа. Хотя 002-13 было связано с внешней стороной поверхности мотива связывания рецептора (RBM), mAb могло блокировать связывание ангиотензинпревращающего фермента 2 (ACE2) из-за ориентации легких цепей. Корреляция 002-13 осталась неизменной по отношению к вариантам Альфа, Бета и Дельта, но mAb не смогли нейтрализовать Омикрон.

Аналогично, 034-32 и 002-02 показали сравнимую аффинность связывания и эквивалентные титры с альфа, дельта и WA.1, но гораздо более низкое связывание с бета и не могли нейтрализовать Омикрон. Что касается № 034-32 и 002-02, тяжелая цепь преобладала в большинстве контактов RBD (70%), а общая скрытая поверхность между mAb и RBD составляла 1058 Å.². Основными 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 кольце 002-02/034-32 и три мутации (S373P, S375F и S371L) в связывающих кольцах 002-13, в совокупности ответственных за иммунное окрашивание. Омикрон Шаффл. Мутации Omicron, которые благоприятствуют конформации S «вверх», могут усиливать взаимодействия ACE2.

Выводы

В целом, результаты исследования классифицировали чувствительность AB класса эпитопов к текущим вариантам SARS-CoV-2 и могли определять их действия в отношении вновь появляющихся вариантов. Результаты показали, что иммунный стресс, вызванный общим ответом AB на SARS-CoV-2, может вызвать эволюцию SARS-CoV-2 с мутациями в циклических остатках Ab класса 4.

Конкретные мутационные комбинации повлияли на связывание и нейтрализацию титров антител к вариантам SARS-CoV-2. Мутации необходимо отслеживать для разработки эффективных терапевтических стратегий против новых появляющихся вирусов. Кроме того, результаты исследования могут помочь оценить структурные характеристики возникающих иммуногенных вариантов SARS-CoV-2.

*Важная заметка

bioRxiv bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не прошли рецензирование, и поэтому их не следует считать окончательными, ориентирами для клинической практики/поведения, связанного со здоровьем, или рассматривать как установленную информацию.