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Les neuroscientifiques des NIH isolent des mini anticorps prometteurs contre le COVID-19 à partir d’un lama

Communiqué de presse

Mardi 22 décembre 2020

Des résultats préliminaires suggèrent que les nanobodies anti-COVID19 pourraient être efficaces pour prévenir et diagnostiquer les infections.

 Image de Cormac le lama Les scientifiques ont isolé des nanobodies contre COVID-19 à partir d’un lama nommé Cormac. Les fermes de Triple J, Bellingham, Washington.

Des chercheurs des National Institutes of Health ont isolé un ensemble d’anticorps minuscules prometteurs, ou « nanobodies », contre le SARS-CoV-2 qui ont été produits par un lama nommé Cormac. Des résultats préliminaires publiés dans des rapports scientifiques suggèrent qu’au moins un de ces nanobodies, appelé NIH-CoVnb-112, pourrait prévenir les infections et détecter les particules virales en saisissant les protéines de pointe SARS-CoV-2. De plus, le nanobody semblait fonctionner aussi bien sous forme liquide que sous forme d’aérosol, ce qui suggère qu’il pourrait rester efficace après inhalation. Le SARS-CoV-2 est le virus à l’origine du COVID-19.

L’étude a été dirigée par deux neuroscientifiques, Thomas J. « T.J. » Esparza, B.S., et David L. Brody, MD, Ph.D., qui travaillent dans un laboratoire d’imagerie cérébrale à l’Institut National des Troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux (NINDS) des NIH.

« Pendant des années, TJ et moi avons testé comment utiliser les nanobodies pour améliorer l’imagerie cérébrale. Lorsque la pandémie a éclaté, nous pensions qu’il s’agissait d’une situation unique dans une vie et que nous nous sommes joints au combat « , a déclaré le Dr Brody, qui est également professeur à l’Université des services en uniforme pour les sciences de la santé et auteur principal de l’étude. « Nous espérons que ces nanobodies anti-COVID-19 pourront être très efficaces et polyvalentes dans la lutte contre la pandémie de coronavirus. »

Un nanobody est un type spécial d’anticorps produit naturellement par le système immunitaire des camélidés, un groupe d’animaux qui comprend les chameaux, les lamas et les alpagas. En moyenne, ces protéines représentent environ un dixième du poids de la plupart des anticorps humains. En effet, les nanobodies isolées en laboratoire sont essentiellement des versions flottantes des extrémités des bras des protéines de la chaîne lourde, qui forment l’épine dorsale d’un anticorps IgG humain typique en forme de Y. Ces conseils jouent un rôle essentiel dans les défenses du système immunitaire en reconnaissant les protéines sur les virus, les bactéries et autres envahisseurs, également appelés antigènes.

Parce que les nanobodies sont plus stables, moins coûteuses à produire et plus faciles à concevoir que les anticorps typiques, un nombre croissant de chercheurs, dont M. Esparza et le Dr Brody, les utilisent pour la recherche médicale. Par exemple, il y a quelques années, les scientifiques ont montré que les nanobodies humanisées pouvaient être plus efficaces pour traiter une forme auto-immune de purpura thrombocytopénique thrombotique, un trouble sanguin rare, que les thérapies actuelles.

Depuis que la pandémie a éclaté, plusieurs chercheurs ont produit des nanobodies de lama contre la protéine de pointe SARS-CoV-2 qui pourrait être efficace pour prévenir les infections. Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé une stratégie légèrement différente des autres pour trouver des nanobodies qui pourraient fonctionner particulièrement bien.

« La protéine de pointe SARS-CoV-2 agit comme une clé. Il le fait en ouvrant la porte aux infections lorsqu’il se lie à une protéine appelée récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2), présente à la surface de certaines cellules « , a déclaré M. Esparza, également employé de la Fondation Henry M. Jackson pour l’avancement de la médecine militaire et auteur principal de l’étude. « Nous avons développé une méthode qui isolerait les nanobodies qui bloquent les infections en couvrant les dents de la protéine spike qui se lient au récepteur ACE2 et le débloquent. »

Pour ce faire, les chercheurs ont immunisé Cormac cinq fois en 28 jours avec une version purifiée de la protéine de pointe SARS-CoV-2. Après avoir testé des centaines de nanobodies, ils ont constaté que Cormac produisait 13 nanobodies qui pourraient être de bons candidats.

Les premières expériences ont suggéré qu’un candidat, appelé NIH-CoVnb-112, pourrait très bien fonctionner. Des études sur tubes à essai ont montré que ce nanobody se liait au récepteur ACE2 2 à 10 fois plus fort que les nanobodies produites par d’autres laboratoires. D’autres expériences ont suggéré que le nanobody NIH collait directement à la partie de liaison au récepteur ACE2 de la protéine spike.

Ensuite, l’équipe a montré que le nanobody NIH-CoVnB-112 pouvait être efficace pour prévenir les infections à coronavirus. Pour imiter le virus SARS-CoV-2, les chercheurs ont génétiquement muté un « pseudovirus » inoffensif afin qu’il puisse utiliser la protéine spike pour infecter les cellules qui ont des récepteurs ACE2 humains. Les chercheurs ont constaté que des niveaux relativement faibles de nanobodies NIH-CoVnb-112 empêchaient le pseudovirus d’infecter ces cellules dans des boîtes de pétri.

Fait important, les chercheurs ont montré que le nanobody était tout aussi efficace pour prévenir les infections dans les boîtes de pétri lorsqu’il était pulvérisé à travers le type de nébuliseur ou d’inhalateur, souvent utilisé pour aider à traiter les patients asthmatiques.

« L’une des choses passionnantes des nanobodies est que, contrairement à la plupart des anticorps ordinaires, elles peuvent être aérosolisées et inhalées pour enrober les poumons et les voies respiratoires », a déclaré le Dr Brody.

L’équipe a déposé une demande de brevet sur le nanobody NIH-CoVnB-112.

« Bien que nous ayons encore beaucoup de travail devant nous, ces résultats représentent une première étape prometteuse », a déclaré M. Esparza. « Avec le soutien des NIH, nous allons rapidement de l’avant pour tester si ces nanobodies pourraient être des traitements préventifs sûrs et efficaces pour COVID-19. Les collaborateurs s’efforcent également de savoir s’ils pourraient être utilisés pour des tests peu coûteux et précis. »

Cette étude a été soutenue par les programmes de recherche intra-muros des NIH à l’Institut National des Troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux (NINDS) et à l’Institut National des Sciences de la Santé environnementale (NIEHS); Le Dr Brody est un employé de l’Université des Sciences de la Santé des Services en uniforme. Les opinions exprimées ici ne représentent pas celles du département de la Défense.

NINDS est le principal bailleur de fonds de la recherche sur le cerveau et le système nerveux au pays. La mission de NINDS est de rechercher des connaissances fondamentales sur le cerveau et le système nerveux et d’utiliser ces connaissances pour réduire le fardeau des maladies neurologiques.

À propos de l’Institut National des Sciences de la Santé Environnementale (NIEHS): Le NIEHS soutient la recherche visant à comprendre les effets de l’environnement sur la santé humaine et fait partie des Instituts Nationaux de la Santé. Pour plus d’informations sur les NIEHS ou sur des sujets de santé environnementale, visitez le https://www.niehs.nih.gov ou abonnez-vous à une liste de nouvelles.

À propos des Instituts nationaux de la santé (NIH):NIH, l’agence de recherche médicale du pays, comprend 27 instituts et centres et est une composante du Département américain de la Santé et des Services sociaux. Les NIH sont le principal organisme fédéral menant et soutenant la recherche médicale fondamentale, clinique et translationnelle, et étudient les causes, les traitements et les remèdes pour les maladies courantes et rares. Pour plus d’informations sur les NIH et ses programmes, visitez www.nih.gov .

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Article

Esparza, T.J. et al., Les nanobodies à haute affinité bloquent l’interaction du domaine de liaison du récepteur du pic SARS‑CoV‑2 avec l’enzyme de conversion de l’angiotensine humaine. Rapports scientifiques, 22 décembre 2020 DOI: 10.1038/s41598-020-79036-0 .

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