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Los anticuerpos biespecíficos neutralizan el SARS-CoV-2 y sus variantes

La mayoría de las investigaciones que prueban anticuerpos monoclonales para el síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2) utilizan sondas de antígeno en plasma y células B de memoria del plasma donado de individuos con SARS-CoV-2 recuperados. Sin embargo, dada la aparición de nuevas variantes preocupantes en todo el mundo, el impulso para producir más herramientas basadas en anticuerpos contra el SARS-CoV-2 es alto.

nuevo bioRxiv* Un estudio de preimpresión dirigido por Joshua Tan del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas, Institutos Nacionales de Salud, implica la generación de anticuerpos biespecíficos utilizando un método novedoso que une anticuerpos a proteínas espiga vecinas utilizando un dominio de unión de receptor / dominio N-terminal doble.

Cómo lo hicieron

Los investigadores recolectaron anticuerpos monoclonales SARS-CoV-2 del plasma y las células B de memoria de 126 pacientes con infección por COVID-19. Se recolectaron muestras en abril de 2020 en la ciudad de Nueva York, lo que indica que la respuesta inmune refleja la primera ola de la epidemia. Colectivamente. Un total de 119 anticuerpos se dirigieron a la proteína SARS-CoV-2, 106 se dirigieron al dominio de unión al receptor y 122 se dirigieron al dominio N-terminal.

Se analizó el potencial de neutralización del plasma si se detectó una amplia gama de títulos equivalentes de <40 a 765. La eficacia estuvo poco correlacionada con los niveles de anticuerpos de la proteína de pico, el dominio de unión al receptor y el dominio N-terminal. Además, algunas muestras de plasma no tenían la capacidad de neutralizar, sin embargo, a partir de altos niveles de anticuerpos.

Para desarrollar anticuerpos monoclonales con alta especificidad para los picos de SARS-CoV-2, los investigadores utilizaron un ensayo de una sola célula para detectar anticuerpos en el plasma y las células B de memoria. Las pruebas extrajeron un total de 169 anticuerpos monoclonales dirigidos contra el SARS-CoV-2 del plasma y 47 de las células B de memoria de 12 individuos. Aproximadamente 59 anticuerpos monoclonales se dirigen al dominio de unión al receptor, 64 se dirigen al dominio N-terminal y 46 no se dirigen a ninguno, lo que indica que los anticuerpos pueden detectar la proteína espiga completa.

Las células B plasmáticas y de memoria generan anticuerpos neutralizantes altamente efectivos

Los investigadores encontraron que la mayoría de los anticuerpos monoclonales no tienen una actividad equivalente, pero 21 de los anticuerpos mostraron una fuerte actividad contra el SARS-CoV-2.

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Los anticuerpos contra la inmunoglobulina A homocigótica (IgA) mostraron superneutralización. Veintiún anticuerpos colocados bajo la isoforma de inmunoglobulina G (IgG) se dirigieron a múltiples regiones de la proteína de pico: 16 se dirigieron al dominio de unión al receptor y 5 al dominio N-terminal.

La potencia media del anticuerpo de células B de memoria o generado por plasma fue similar, lo que indica que ambos producen anticuerpos potentes.

Usando resonancia de plasmón de superficie de alto rendimiento, los anticuerpos para el dominio de unión al receptor mostraron mayor afinidad que los anticuerpos monoclonales específicos del dominio N-terminal del dominio N-terminal de la placa plasmática que tenían menos anticuerpos contra los anticuerpos que las células B de memoria.

Los investigadores encontraron que el anticuerpo monoclonal más eficaz tenía una baja afinidad por el dominio N terminal.

La estructura cristalina de SARS-CoV-2 RBD en complejo con CV503. A, CV503 se correlaciona con la región de la cresta de SARS-CoV-2 RBD. Las cadenas pesada y ligera del CV503 se muestran en naranja y amarillo, respectivamente. El SARS-CoV-2 RBD se muestra en blanco, con la región estriada (relaves 471-491) en azul. B, el complejo 52 de ACE2 / RBD (ID de PDB: 6M0J) se superpone al complejo de CV503 / RBD. La cadena pesada CV503 (naranja) entrará en conflicto con ACE2 (verde) si está unida simultáneamente al RBD (indicado por un círculo rojo). Epítopo de CD-ROM, CV503. Los residuos en contacto con la cadena pesada son azul oscuro y la cadena ligera en contacto con azul claro, mientras que el residuo en contacto con las cadenas pesada y ligera está en el azul circundante. En C, se distinguen los bucles de CDR directamente implicados en la ligadura de RBD. En D, se nombran los restos de un epítopo. Los restos del epítopo también implicados en la unión de ACE2 se destacan en rojo. E, sitio de unión de ACE2 en el RBD en rosa claro. ACE2 se representa como una animación semitransparente de color verde pálido. Los residuos de epítopo y los remanentes que interactúan con la enzima convertidora de angiotensina 2 se definen como aquellos con un área de superficie enterrada (BSA)> 0 2. F, F486 en las crestas de SARS-CoV-2 RBD (azul) unido a un bolsillo hidrofóbico compuesto por cadenas pesadas (naranja) y claras (amarillo) por la CV503.

La capacidad del anticuerpo para unirse a variantes de COVID-19.

Aproximadamente 28 de los 37 anticuerpos monoclonales del dominio de unión al receptor y 3 de los 20 anticuerpos específicos del dominio N-terminal tenían un 90% de unión a la variante B.1.1.7.

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Sólo 10 anticuerpos específicos del dominio de unión al receptor y 2 anticuerpos específicos del dominio N-terminal retuvieron la unión completa a la variante B.1.351. Los investigadores sugieren que los resultados proporcionan más evidencia de que la variante B.1.351 tiene más éxito en el escape inmunológico.

Anticuerpos biespecíficos contra el SARS-CoV-2

Dado que la mayoría de los anticuerpos monoclonales estaban ligados a sitios no superpuestos, luego probaron las posibles sinergias entre los anticuerpos. Combinaron las propiedades del anticuerpo para producir diez anticuerpos biespecíficos que combinan diferentes regiones de equivalentes fuertes con dos tipos de enlaces.

Los anticuerpos biespecíficos que pueden dirigirse al dominio de unión al receptor y al dominio N-terminal han retenido la unión de ambos dominios. Cuando se analizan anticuerpos biespecíficos en ensayos de SARS-CoV-2, cinco anticuerpos: CV503_521_GS, CV521_1182_GS, CV1206_521_GS, CV521_503_GS y CV503_664_EL neutralizan el SARS-CoV-2.

“Significativamente, CV1206_521_GS neutraliza el SARS-CoV-2 con 100 veces más potencia que la combinación de anticuerpos CV1206 y CV521. Encontramos que CV1206_521_GS usa los dominios Fab internos y externos para unir NTD y RBD en proteínas de punta adyacentes, un modo de acción no disponible para mAbs convencionales, incluso cuando se usan juntos. “

Los investigadores sugieren que los resultados parecen prometedores de que la combinación de anticuerpos biespecíficos puede mejorar aún más el potencial de neutralización.

Cuando se probó contra la proteína de pico para las variantes B.1.1.7 y B.1.351, solo los anticuerpos biespecíficos que perdieron su componente de unión a las variantes no pudieron unirse. Esto indica que esta forma de anticuerpo es más resistente a mutaciones repentinas que un anticuerpo monoclonal típico.

Todos los anticuerpos biespecíficos neutralizaron la cepa D614G, la mayoría de los anticuerpos biespecíficos con CV521 neutralizaron la variante B.1.1.7 y seis de los nueve anticuerpos biespecíficos neutralizaron B.1.351.

Nota IMPORTANTE

* bioRxiv Publica informes científicos preliminares que no han sido revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, que dirigen la práctica clínica / comportamiento relacionado con la salud, ni deben tratarse como información estática.