гликопротеин, который существует как гомотример, опосредующий прикрепление вируса к клетке-хозяину и проникновение в клетку. Спайк взаимодействует с целевой клеткой-хозяином через ангиотензин-превращающий фермент 2 (ACE2) через свой рецептор-связывающий домен (RBD).
Белок-шип содержит субъединицу S1 и S2, первая из которых содержит RBD и N-концевой домен (NTD). Второй содержит слитый пептид, который опосредует проникновение вируса в клетку-хозяин путем слияния клеточной мембраны с вирусной мембраной.
Большинство нейтрализующих антител нацелены как на RBD, так и на NTD. Ранее моноклональные антитела (mAb) давали неоднозначные результаты. Однако некоторые из них получили разрешение на экстренное использование от Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA).
Настоящее исследование направлено на выявление структурных взаимодействий, ответственных за мощную нейтрализацию вируса с помощью J08. Исследователи протестировали связывание антитела, его ингибирование ACE2 и нейтрализацию против вируса SARS-CoV-2 со следующими вариантами: штамм D614G, альфа, бета, гамма и дельта ЛОС (B.1.1.7, B .1.351, P.1 и B.1.617.2 соответственно.)
Что показало исследование?
Результаты показывают, что J08 связывает все тестируемые варианты вирусного RBD и ингибирует связывание вариантов RBD и рецептора ACE2. MAb также было способно нейтрализовать как подлинные штаммы дикого типа, так и штаммы ЛОС.
J08 блокировал связывание RBD-ACE2 штаммом D614G со 100% ингибированием при концентрации ~ 4 нг / мл (IC100). Он также показал мощную нейтрализующую активность против всех испытанных ЛОС. Значения IC100 составляли ~ 4, 10, 5 и 6 нг / мл для штаммов альфа, бета, гамма и дельта соответственно.
J08 показал полную нейтрализацию всех протестированных вариантов вируса. При такой высокой эффективности IC50 против вариантов D614G, Alpha и Delta был определен как <1 нг / мл из-за невозможности определить полумаксимальную ингибирующую концентрацию (IC50) против них.
Связанные истории
- Люди с естественным иммунитетом и последующей вакцинацией мРНК могут нейтрализовать вирусные частицы, способные противостоять индуцированным вакциной антителам.
- Риск миокардита от вакцины против мРНК COVID был повторно оценен в канадском исследовании (исследование прекращено)
- Эффективность вакцины COVID-19 против вариантов SARS-CoV-2
Анализ нейтрализации лентивирусного псевдовируса проводили с вариантом шипа, содержащим делецию 19 остатков в цитоплазматическом хвосте. Эта модификация привела к наблюдаемому увеличению включения шипа в псевдовирионы и более высокой скорости проникновения вируса в клетки по сравнению с белком полноразмерного шипа.
Однако анализ нейтрализации псевдовируса показал снижение значения IC50 нейтрализации. Это может быть непредвиденным эффектом используемой платформы, поскольку она позволяет улучшить включение шипов в псевдовирионы. Альтернативно, это может быть результатом использования клеточных линий, которые имеют различные уровни экспрессии человеческого ACE2 на поверхности клетки.
Несмотря на наблюдаемое снижение, антитело могло нейтрализовать все эти варианты, хотя IC50 вырос во всех случаях с 22 до 226 нг / мл для D614G в дельта-вариантах, соответственно.
Структурный анализ
Структурный анализ показывает, что антигенсвязывающий фрагмент (Fab) антитела находится в комплексе с двумя типами RBD, один с неограниченным движением RBD, а другой, где RBD должен находиться в нисходящей конформации.
Были захвачены две конформации Fab J08, в обеих из которых три молекулы Fab связаны с одним тримером шипа. В первой конформации Fab-фрагменты J08 дальше друг от друга, а вершина более закрыта, что указывает на более низкую RBD. Во втором Fabs расположены ближе друг к другу, а RBD более открыт.
Связанные эпитопы в каждом случае были постоянными, но взаимодействия эпитоп-паратоп были немного разными в каждом случае. Петли области 2, определяющей комплементарность тяжелой цепи (CDRH2) антитела, отвечали за закрепление антитела в RBD. CDHR3 был способен соответствовать конформации либо RBD-вверх, либо RBD-вниз. Площадь скрытой поверхности (BSA) для Fab J08 различалась в каждой из трех конформаций.
J08 может выдерживать динамическое движение RBD, при этом CDHR2 играет роль якоря в первой и второй конформации, тогда как в третьей конформации контакты CDHR3 увеличиваются. Больше контактов обнаруживается в CDHR2 и CDHR3 в конформации один и три, но во второй конформации CDHR1 обеспечивает некоторые контакты между протомерами.
Между легкой цепью антитела меньше контактов. Во всех трех конфигурациях CDRL1 и CDRL3 образуют часть интерфейса RBD. Исследователи считают, что J08 является очень мощным нейтрализующим антителом отчасти из-за его способности связывать RBD в восходящей и нисходящей конформациях.
J08 сопротивляется побегу иммунитета
Антитело связывается высоко на гребне RBD и, таким образом, избегает распространенных мутаций сайта связывания рецептора (RBS). RBS имеет четыре эпитопа, названных AD, и J08 связывает RBS-B, который редко мутирует, в отличие от других эпитопов. Последние избегают нейтрализации из-за этих мутаций.
Ключевые остатки, такие как E484K, общие для вызывающих озабоченность альфа-, бета- и гамма-вариантов, и K417N / T в бета- и гамма-вариантах соответственно, по-видимому, позволяют избежать иммунного бегства. Это может быть связано с обнаружением альтернативных контактов.
Антитела, связывающиеся высоко на RBD-гребне, приближаются к RBD аналогично J08, вызывая стерические препятствия для связывания ACE2. Почти половина остатков RBD, которые участвуют в интерфейсе RBD-ACE2, принадлежат интерфейсу J08, составляя более трех четвертей интерфейса между этим антителом и RBD. Это указывает на то, что ускользающие мутации, которые могут позволить вирусу избежать нейтрализации, также могут снизить вирусную приспособленность.
*Важное замечание
bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, руководящие в клинической практике / поведении, связанном со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.
