PBJ | 法国研究团队通过糖基和蛋白工程策略显著增强植物细胞生产的SARS-CoV-2 抗体效果

学术   2024-11-24 10:30   湖北  

近日,来自法国的ANGANY Innovation公司Veronique Gomord团队在Plant Biotechnology Journal 发表研究成果“Plant-produced SARS-CoV-2 antibody engineered towards enhanced potency and in vivo efficacy ”,他们发现,植物生产的COVA2-15抗体在结构、功能和体内效果上与人类细胞生产的COVA2-15相似,并且通过糖基和蛋白工程策略可以进一步增强其Fc效应功能。

图1. 人cov2 -15抗体与sars - cov2刺突蛋白相互作用的结构信息
通过冷冻电镜实验,研究者们确定了COVA2-15抗体Fab区域与SARS-CoV-2野生型刺突(Wuhan)RBD区域的晶体结构,以及COVA2-15与SARS-CoV-2刺突蛋白的复合物的冷冻电镜结构。且发现COVA2-15通过其长CDRH3以及CDR L1和L2与RBD区域相互作用。

图2.植物产生的SARS-CoV-2抗体COVA2-15的治疗活性
为了以具有成本效益的方式产生生物仿制药,我们之前在野生型本氏烟植物中使用两种不同的格式表达COVA2-15;常规IgG1: M15和单链(sc)Fv-Fc格式:S15。同时,利用重组SARS-CoV-2 Spike和RBD蛋白进行的ELISA和BLI分析显示,植物产生的M15和S15的结合动力学与人类衍生的COVA2-15非常相似。且在叙利亚仓鼠模型中,M15、S15和COVA2-15治疗组的肺病毒滴度显著低于对照组。这些结果表明,植物产生的M15和S15与SARS-CoV-2相互作用并中和的方式与HEK 293F细胞中表达的COVA2-15类似。


图3.在植物中产生具有增强治疗活性的抗体的工程策略

接下来,研究者们生成了两个糖工程单克隆抗体家族,通过两种策略(HDEL和FX)对植物生产的COVA2-15抗体进行糖基工程改造,以减少植物特有的N-糖基化,增强与人类FcγRIIa和FcγRIIIa的相互作用。符合COVA2-15在哺乳动物细胞中产生的特性。


图4.糖工程植物产生COVA2-15抗体的Fc效应功能

最后,为了了解FccR结合的差异是否与植物产生的抗体Fc效应功能的改变相关,研究者们测定了与人COVA2-15抗体相比NK细胞的活化(FccRIIIa介导)和吞噬(主要是FccRIIa介导) ,HDEL和FX工程变异体与WT植物抗体相比,NK细胞活性显著增强,同时,通过活化SARS-CoV-2包被的荧光珠和用流式细胞术定量THP-1细胞的珠内化来测定其诱导吞噬的能力。发现与WT植物抗体相比,HDEL抗体,尤其是FX抗体的吞噬能力略有提高。
因此,研究者得出结论,糖工程策略改善了SARS-CoV-2抗体的Fc效应功能,因此植物产生的抗SARS-CoV-2抗体有可能被开发为一种具有成本效益的(预防性)治疗高危患者的方法。
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pbi.14458
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