Моноклональные антитела, способные ингибировать взаимодействие рецептор-связующего домена вируса SARS-CoV-2 с ангиотензинпревращающим рецептором 2 клеток человека

Цель работы – оценить способность моноклональных антител (МКА ) ингибировать взаимодействие рецепторсвязующего домена (RBD) S-белка вируса SARS-CoV-2 вариантов Wuhan-Hu-1 и BQ 1.1 с ангиотензинпревращающим рецептором 2 клеток человека (АСЕ 2). Материалы и методы. В качестве антигенов использованы рекомбинантные RBD вариантов Wuhan-Hu-1 и BQ 1.1. Для наработки мышиных моноклональных антител (мМКА ) гибридомы культивировали in vivo в организме мышей линии BALB/c. Из асцитической жидкости выделяли мМКА очищением сульфатом аммония с последующей очисткой посредством аффинной хроматографии на колонке с сорбентом Protein G Sepharose. Оценку специфической активности мМКА проводили методом иммуноблота с рекомбинантным RBD варианта Wuhan-Hu-1. Для выявления наиболее перспективного мМКА проводили оценку нейтрализующей активности мМКА с помощью метода иммуноферметного анализа посредством иммобилизации RBD на поверхности микропланшета и использования АС E2 в форме конъюгата с пероксидазой хрена. Наработку рекомбинантных антигенов осуществляли в клетках линии ExpiCHO-S (Gibco, США). Результаты и обсуждение. В результате исследования охарактеризованы три мМКА : 5С3, 3F11, 1E6. Все антитела относятся к иммуноглобулинам подкласса G и специфически взаимодействуют с RBD S-белка вируса SARS-CoV-2. Установлено, что наиболее эффективное ингибирование взаимодействия АСЕ 2 и RBD штамма BQ 1.1 наблюдалось у мМКА 3F11 (65 %), а при взаимодействии с RBD штамма Wuhan-Hu-1 – у мМКА 5С3 (91 %). Выявленные характеристики позволяют рассматривать антитела в качестве потенциальных кандидатов для создания терапевтических препаратов на основе антител, что расширяет возможности терапии вирусной инфекции SARS-CoV-2.

1. Тришкин Д.В., Крюков Е.В., Салухов В.В., Котив Б.Н., Садовников П.С., Андрейчук Ю.В., Чугунов А.А. Особенности формирования и продолжительность сохранения нейтрализующих антител к S-белку SARS-CoV-2 у лиц, перенесших новую коронавирусную инфекцию (COVID-19) легкого или бессимптомного течения. Вестник РАМН. 2021; 76(4):361–7. DOI: 10.15690/vramn1582.

2. Балахонов С.В., Дубровина В.И., Чеснокова М.В., Войткова В.В., Пятидесятникова А.Б., Брюхова Д.Д., Киселева Н.О., Корытов К.М., Кузнецова Т.Г., Маркевич Ж.В. Изучение гуморального иммунного ответа при лёгкой и бессимптомной формах проявления COVID-19. Acta Biomedica Scientifica. 2020; 5(5):26–30. DOI: 10.29413/ABS.2020-5.5.3.

3. Zhou Y., Zhi H., Teng Y. The outbreak of SARS-CoV-2 Omicron lineages, immune escape, and vaccine effectivity. J. Med. Virol. 2023; 95(1):e28138. DOI: 10.1002/jmv.28138.

4. Faria N.R., Mellan T.A., Whittaker C., Claro I.M., Candido D.D.S., Mishra S., Crispim M.A.E., Sales F.C.S., Hawryluk I., McCrone J.T., Hulswit R.J.G., Franco L.A.M., Ramundo M.S., de Jesus J.G, Andrade P.S., Coletti T.M., Ferreira G.M., Silva C.A.M., Manuli E.R., Pereira R.H.M., Peixoto P.S., Kraemer M.U.G., Gaburo N. Jr, Camilo C.D.C., Hoeltgebaum H., Souza W.M., Rocha E.C., de Souza L.M., de Pinho M.C., Araujo L.J.T., Malta F.S.V., de Lima A.B., Silva J.D.P., Zauli D.A.G., Ferreira A.C.S., Schnekenberg R.P., Laydon D.J., Walker P.G.T., Schlüter H.M., Dos Santos A.L.P., Vidal M.S., Del Caro V.S., Filho R.M.F., Dos Santos H.M., Aguiar R.S., Proença-Modena J.L., Nelson B., Hay J.A., Monod M., Miscouridou X., Coupland H., Sonabend R., Vollmer M., Gandy A., Prete C.A. Jr, Nascimento V.H., Suchard M.A., Bowden T.A., Pond S.L.K., Wu C.H., Ratmann O., Ferguson N.M., Dye C., Loman N.J., Lemey P., Rambaut A., Fraiji N.A., Carvalho M.D.P.S.S., Pybus O.G., Flaxman S., Bhatt S., Sabino E.C. Genomics and epidemiology of the P.1 SARS-CoV-2 lineage in Manaus, Brazil. Science. 2021; 372(6544):815–21. DOI: 10.1126/science.abh2644.

5. Singh J., Rahman S.A., Ehtesham N.Z., Hira S., Hasnain S.E. SARS-CoV-2 variants of concern are emerging in India. Nat. Med. 2021; 27(7):1131–3. DOI: 10.1038/s41591-021-01397-4.

6. Hwang Y.C., Lu R.M., Su S.C., Chiang P.Y., Ko S.H., Ke F.Y., Liang K.H., Hsieh T.Y., Wu H.C. Monoclonal antibodies for COVID-19 therapy and SARS-CoV-2 detection. J. Biomed. Sci. 2022; 29(1):1. DOI: 10.1186/s12929-021-00784-w.

7. Kumar S., Chandele A., Sharma A. Current status of therapeutic monoclonal antibodies against SARS-CoV-2. PLoS Pathog. 2021; 17(9):e1009885. DOI: 10.1371/journal.ppat.1009885.

8. Kim C., Ryu D.K., Lee J., Kim Y.I., Seo J.M., Kim Y.G., Jeong J.H., Kim M., Kim J.I., Kim P., Bae J.S., Shim E.Y., Lee M.S., Kim M.S., Noh H., Park G.S., Park J.S., Son D., An Y., Lee J.N., Kwon K.S., Lee J.Y., Lee H., Yang J.S., Kim K.C., Kim S.S., Woo H.M., Kim J.W., Park M.S., Yu K.M., Kim S.M., Kim E.H., Park S.J., Jeong S.T., Yu C.H., Song Y., Gu S.H., Oh H., Koo B.S., Hong J.J., Ryu C.M., Park W.B., Oh M.D., Choi Y.K., Lee S.Y. A therapeutic neutralizing antibody targeting receptor binding domain of SARSCoV-2 spike protein. Nat. Commun. 2021; 12(1):288. DOI: 10.1038/s41467-020-20602-5.

9. Баклаушев В.П., Самойлова Е.М., Кузнецова С.М., Ермолаева Е.В., Юсубалиева Г.М., Кальсин В.А., Троицкий А.В. Технологии создания вируснейтрализующих антител человека на примере SARS-CoV-2. Медицина экстремальных ситуаций. 2022; 24(4):5–13. DOI: 10.47183/mes.2022.049.

10. Taylor P.C., Adams A.C., Hufford M.M., de la Torre I., Winthrop K., Gottlieb R.L. Neutralizing monoclonal antibodies for treatment of COVID-19. Nat. Rev. Immunol. 2021; 21(6):382–93. DOI: 10.1038/s41577-021-00542-x.

11. Huang Y., Yang C., Xu X.F., Xu W., Liu S.W. Structural and functional properties of SARS-CoV-2 spike protein: potential antivirus drug development for COVID-19. Acta Pharmacol. Sin. 2020; 41(9):1141–9. DOI: 10.1038/s41401-020-0485-4.

12. Liu L. Pharmacokinetics of monoclonal antibodies and Fc-fusion proteins. Protein Cell. 2018; 9(1):15–32. DOI: 10.1007/s13238-017-0408-4.

13. Иващенко Т.А., Романенко Я.О., Марьин М.А., Карцева А.С., Силкина М.В., Зенинская Н.А., Шемякин И.Г., Фирстова В.В. Оценка эффективности различных адъювантов при получении мышиных моноклональных антител к рецептор-связывающему домену S-белка SARS-CоV-2. Иммунология. 2023; 44(4):481–90. DOI: 10.33029/1816-2134-2023-44-4-481-490.

14. Силкина М.В., Карцева А.С., Рябко А.К., Марьин М.А., Романенко Я.О., Калмантаева О.В., Хлынцева А.Е., Шемякин И.Г., Дятлов И.А., Фирстова В.В. Оптимизация условий электрослияния для получения гибридом, синтезирующих человеческие моноклональные антитела. Биотехнология. 2021; 37(2):65–75. DOI: 10.21519/0234-2758-2021-37-2-65-75.

15. Куклина Г.В., Ипатов С.С., Горшков А.С., Печенкин Д.В., Еремкин А.В., Кузнецовский А.В., Туманов А.С., Дармов И.В. Получение и характеристика гибридом-продуцентов моноклональных антител к антигенам коронавируса SARS-CоV-2. Проблемы особо опасных инфекций. 2023; 1:105–10. DOI: 10.21055/0370-1069-2023-1-105-110.

16. Mariotti S., Capocefalo A., Chiantore M.V., Iacobino A., Teloni R., De Angelis M.L., Gallinaro A., Pirillo M.F., Borghi M., Canitano A., Michelini Z., Baggieri M., Marchi A., Bucci P., McKay P.F., Acchioni C., Sandini S., Sgarbanti M., Tosini F., Di Virgilio A., Venturi G., Marino F., Esposito V., Di Bonito P., Magurano F., Cara A., Negri D., Nisini R. Isolation and characterization of mouse monoclonal antibodies that neutralize SARS-CoV-2 and its variants of concern Alpha, Beta, Gamma and Delta by binding conformational epitopes of glycosylated RBD with high potency. Front. Immunol. 2021; 12:750386. DOI: 10.3389/fimmu.2021.750386.

17. Володина Е.В., Фролова Н.Ф., Лысенко М.А., Ким И.Г., Ушакова А.И., Виноградов В.Е., Усатюк С.С., Никитина А.М., Маркина У.А., Червинко В.И., Крюков Е.В., Зубкин М.Л. Применение нейтрализующих моноклональных антител при SARS-CoV-2-инфекции у больных, получающих лечение гемодиализом. Инфекционные болезни: новости, мнения, обучение. 2022; 11(4):38–46. DOI: 10.33029/2305-3496-2022-11-4-38-46.

18. Li D., Sempowski G.D., Saunders K.O., Acharya P., Haynes B.F. SARS-CoV-2 neutralizing antibodies for COVID-19 prevention and treatment. Annu. Rev. Med. 2022; 73:1–16. DOI: 10.1146/annurev-med-042420-113838.

19. Zhou D., Ren J., Fry E.E., Stuart D.I. Broadly neutralizing antibodies against COVID-19. Curr. Opin. Virol. 2023; 61:101332. DOI: 10.1016/j.coviro.2023.101332.

20. Meng L., Zha J., Zhou B., Cao L., Jiang C., Zhu Y., Li T., Lu L., Zhang J., Yang H., Feng J., Gu Z., Tang H., Jiang L., Li D., Lavillette D., Zhang X. A Spike-destructing human antibody effectively neutralizes Omicron-included SARS-CoV-2 variants with therapeutic efficacy. PLoS Pathog. 2023; 19(1):e1011085. DOI: 10.1371/journal.ppat.1011085.