Новые В-клеточные эпитопы ненейтрализующих антител в рецептор-связывающем домене S-белка SARS-CoV-2 с различающимся влиянием на тяжесть течения COVID-19

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Антитела к рецептор-связывающему домену спайкового белка SARS-CoV-2 (RBD S-белка) вносят большой вклад в гуморальный иммунный ответ при коронавирусной инфекции (COVID-19) и после вакцинации. Основное внимание при изучении эпитопного состава RBD сконцентрировано на эпитопах, узнаваемых вируснейтрализующими антителами. Роль антител, связывающихся с RBD, но не способных нейтрализовать вирус, в иммунном ответе остаётся невыясненной. С этой целью провели исследование свойств двух моноклональных антител мыши к RBD (RS17 и S11). Показано, что оба антитела являются высокоаффинными, но при этом они не нейтрализуют вирус. Методом пептидного фагового дисплея локализованы эпитопы этих антител: эпитоп, узнаваемый антителом RS17, расположен на N-концевом участке RBD (348-SVYAVNRKRIS-358); эпитоп, узнаваемый антителом S11, находится внутри рецептор-связывающего мотива RBD (452-YRLFRKSN-459). На наличие сывороточных антител, конкурирующих c ненейтрализующими антителами S11 и RS17, исследовали три группы сывороток: 1) от ранее не болевших вакцинированных добровольцев; 2) от людей, перенесших COVID-19 в лёгкой форме; 3) от людей, перенесших COVID-19 в тяжёлой форме. Показано, что антитела, конкурирующие с антителом S11, с одинаковой частотой встречаются в каждой из исследованных групп сывороток. В то же время наличие в сыворотках антител, конкурирующих с антителом RS17, ассоциировано с тяжестью течения COVID-19 и достоверно чаще встречается в группе сывороток, полученных от тяжелобольных пациентов. Таким образом, несмотря на несомненную значимость анти-RBD антител для формирования эффективного иммунного ответа к SARS-CoV-2, важно также оценивать их вируснейтрализующую активность и подтверждать отсутствие нежелательных свойств у получаемых анти-RBD антител после вакцинации.

Об авторах

А. Л Матвеев

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

Email: guterus@gmail.com
630090 Новосибирск, Россия

О. В Пьянков

ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора

630559 Кольцово, Новосибирская обл., Россия

Я. А Хлусевич

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

630090 Новосибирск, Россия

О. В Тяжелкова

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

630090 Новосибирск, Россия

Л. А Емельянова

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

630090 Новосибирск, Россия

А. М Тимофеева

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

630090 Новосибирск, Россия

А. В Шиповалов

ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора

630559 Кольцово, Новосибирская обл., Россия

А. В Чечушков

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

630090 Новосибирск, Россия

Н. С Зайцева

ФИЦ ФТМ

630117 Новосибирск, Россия

Список литературы

  1. Kubiak, J. Z., and Kloc, M. (2023) Coronavirus Disease Pathophysiology: Biomarkers, Potential New Remedies, Comorbidities, Long COVID-19, Post Pandemic Epidemiological Surveillance, Int. J. Mol. Sci, 2023, 12236, doi: 10.3390/ijms241512236.
  2. Masters, P. S. (2006) The molecular biology of coronaviruses, Adv. Virus Res., 65, 193-292, doi: 10.1016/S0065-3527(06)66005-3.
  3. Jiang, S., Hillyer, C., Du, L. (2020) Neutralizing antibodies against SARS-CoV-2 and other human coronaviruses, Trends Immunol., 41, 355-359, doi: 10.1016/j.it.2020.03.007.
  4. Maier, H. J., Bickerton, E., and Britton, P. (2015) Coronaviruses: methods and protocols, Methods in Molecular Biology, 1282, 1-282, doi: 10.1007/978-1-4939-2438-7.
  5. Walls, A. C., Park, Y. J., Tortorici, M. A., Wall, A., McGuire, A. T., and Veesler, D. (2020) Structure, function, and antigenicity of the SARS-CoV-2 spike glycoprotein, Cell, 181, 281-292.e6, doi: 10.1016/j.cell.2020.02.058.
  6. Guo, Y., Huang, L., Zhang, G., Yao, Y., Zhou, H., et al. (2021) A SARS-CoV-2 neutralizing antibody with extensive Spike binding coverage and modified for optimal therapeutic outcomes, Nat. Commun., 12, 2623, doi: 10.1038/s41467-021-22926-2.
  7. Sun, M., Liu, S., Wei, X., Wan, S., Huang, M., et al. (2021) Aptamer blocking strategy inhibits SARS-CoV-2 virus infection, Angew. Chem., 60, 10266-10272, doi: 10.1002/anie.202100225.
  8. Barh, D., Tiwari, S., Silva Andrade, B., Giovanetti, M., Almeida Costa, E., et al. (2020) Potential chimeric peptides to block the SARS-CoV-2 spike receptor-binding domain, F1000Res., 9, 576, doi: 10.12688/f1000research.24074.1.
  9. Chaouat, A. E., Achdout, H., Kol, I., Berhani, O., Roi, G., et al. (2021) SARS-CoV-2 receptor binding domain fusion protein efficiently neutralizes virus infection, PLoS Pathog., 17, e1010175, doi: 10.1371/journal.ppat.1010175.
  10. Nassar, M., Nso, N., Gonzalez, C., Lakhdar, S., Alshamam, M., et al. (2021) COVID-19 vaccine-induced myocarditis: case report with literature review, Diabetes Metab. Syndrome, 15, 102205, doi: 10.1016/j.dsx.2021.102205.
  11. Morgan, M. C., Atri, L., Harrell, S., Al-Jaroudi, W., Berman, A. (2022). COVID-19 vaccine-associated myocarditis, World J. Cardiol., 14, 382-391, doi: 10.4330/wjc.v14.i7.382.
  12. Wang, C., Li, W., Drabek, D., Okba, N. M. A., van Haperen, R., et al. (2020) A human monoclonal antibody blocking SARS-CoV-2 infection, Nat Commun., 4, 2251, doi: 10.1038/s41467-020-16256-y.
  13. Liu, L., Wang, P., Nair, M. S., Yu, J., Rapp, M., Wang, Q., Luo, Y., Chan, J. F., Sahi, V., Figueroa, A., Guo, X. V., Cerutti, G., Bimela, J., Gorman, J., Zhou, T., Chen, Z., Yuen, K. Y., Kwong, P. D., Sodroski, J. G., Yin, M. T., Sheng, Z., Huang, Y., Shapiro, L., and Ho, D. D. (2020) Potent neutralizing antibodies against multiple epitopes on SARS-CoV-2 spike, Nature, 584, 450-456, doi: 10.1038/s41586-020-2571-7.
  14. Deshpande, A., Harris, B. D., Martinez-Sobrido, L., Kobie, J. J., and Walter, M. R. (2021) Epitope classification and RBD binding properties of neutralizing antibodies against SARS-CoV-2 variants of concern, Front. Immunol., 12, 691715, doi: 10.3389/fimmu.2021.691715.
  15. Chen, Y., Zhao, X., Zhou, H., Zhu, H., Jiang, S., and Wang, P. (2023) Broadly neutralizing antibodies to SARS-CoV-2 and other human coronaviruses, Nat. Rev. Immunol., 23, 189-199, doi: 10.1038/s41577-022-00784-3.
  16. Shi, J., Zheng, J., Tai, W., Verma, A. K., Zhang, X., et al. (2022) A glycosylated RBD protein induces enhanced neutralizing antibodies against omicron and other variants with improved protection against SARS-CoV-2 infection, J. Virol., 96, e0011822, doi: 10.1128/jvi.00118-22.
  17. Timofeeva, A. M., Sedykh, S. E., Ermakov, E. A., Matveev, A. L., Odegova, E. I., et al. (2022) Natural IgG against S-protein and RBD of SARS-CoV-2 do not bind and hydrolyze DNA and are not autoimmune, Int. J. Mol. Sci., 23, 13681, doi: 10.3390/ijms232213681.
  18. Wrapp, D., Wang, N., Corbett, K. S., Goldsmith, J. A., Hsieh, C. L., et al. (2020) Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation, Science, 367, 1260-1263, doi: 10.1126/science.abb2507.
  19. Bradford, M. M. (1976) A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding, Anal. Biochem., 72, 248-254, doi: 10.1006/abio.1976.9999.
  20. Matveev, A. L., Krylov, V. B., Emelyanova, L., Solovev, A. S., Khlusevich, Y. A., et al. (2018) Novel mouse monoclonal antibodies specifically recognize Aspergillus fumigatus galactomannan, PLoS One, 13, e0193938, doi: 10.1371/journal.pone.0193938.
  21. Levanov, L. N., Matveev, L. E., Goncharova, E. P., Lebedev, L. R., Ryzhikov, A. B., et al. (2010) Chimeric antibodies against tick-borne encephalitis virus, Vaccine, 28, 5265-5271, doi: 10.1016/j.vaccine.2010.05.060.
  22. Borgoyakova, M. B., Karpenko, L. I., Rudometov, A. P., Shanshin, D. V., Isaeva, A. A., Nesmeyanova, V. S., et al. (2021) Immunogenic properties of the DNA construct encoding the receptor-binding domain of the SARS-CoV-2 spike protein, Mol. Biol., 55, 889-898, doi: 10.1134/S0026893321050046.
  23. Reed, L. J., and Muench, H. (1938) A simple method of estimating fifty percent endpoints, Am. J. Hyg., 27, 493-497, doi: 10.1093/oxfordjournals.aje.a118408.
  24. Khlusevich, Y. A., Matveev, A. L., Baykov, I. K., Bulychev, L. E., Bormotov, N. I., et al. (2018) Phage display antibodies against ectromelia virus that neutralize variola virus: selection and implementation for p35 neutralizing epitope mapping, Antivir. Res., 152, 18-25, doi: 10.1016/j.antiviral.2018.02.006.
  25. Matveev, A. L., Krylov, V. B., Khlusevich, Y. A., Baykov, I. K., Yashunsky, D. V., et al. (2019) Novel mouse monoclonal antibodies specifically recognizing β-(1-3)-D-glucan antigen, PLoS One, 14, 4, e0215535, doi: 10.1371/journal.pone.0215535.
  26. Yang, M., Li, J., Huang, Z., Li, H., Wang, Y., et al. (2021) Structural basis of a human neutralizing antibody specific to the SARS-CoV-2 spike protein receptor-binding domain, Microbiol. Spectr., 9, e01352-21, doi: 10.1128/Spectrum.01352-21.
  27. Yuan, M., Huang, D., Lee, C. D., Wu, N. C., Jackson, A. M., Zhu, X., Liu, H., Peng, L., van Gils, M. J., Sanders, R. W., Burton, D. R., Reincke, S. M., Prüss, H., Kreye, J., Nemazee, D., Ward, A. B., and Wilson, I. A. (2021) Structural and functional ramifications of antigenic drift in recent SARS-CoV-2 variants, Science, 373, 818-823, doi: 10.1126/science.abh1139.
  28. Khlusevich, Y. A., Matveev, A. L., Emelyanova, L. A., Goncharova, E. P., Golosova, N. N., et al. (2022) New p35 (H3L) epitope involved in vaccinia virus neutralization and its deimmunization, Viruses, 14, 1224, doi: 10.3390/v14061224.
  29. Bahnan, W., Wrighton, S., Sundwall, M., Bläckberg, A., Larsson, O., et al. (2022) Spike-dependent opsonization indicates both dose-dependent inhibition of phagocytosis and that non-neutralizing antibodies can confer protection to SARS-CoV-2, Front. Immunol., 12, e808932, doi: 10.3389/fimmu.2021.808932.

© Российская академия наук, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах