La vaccination des primates non humains suscite une lignée d'anticorps neutralisants largement ciblant un épitope quaternaire sur le trimère Env du VIH-1

I. Contexte de la recherche

La glycoprotéine d’enveloppe (Env) du virus de l’immunodéficience humaine (VIH-1) est la principale cible des anticorps neutralisants, mais sa haute variabilité rend le développement de vaccins difficile. Lors d’infections naturelles, les anticorps neutralisants à large spectre (bnAbs) sont rares et nécessitent plusieurs années pour apparaître. Bien que les mimétiques de trimères Env (comme BG505 SOSIP.664) puissent présenter une conformation native stable, les études vaccinales antérieures n’ont souvent induit que des anticorps neutralisants spécifiques à certaines souches, couvrant difficilement les sous-types mondiaux du VIH-1. Cette étude vise à explorer les mécanismes d’induction des bnAbs ciblant le site conservé de liaison au CD4 (CD4bs) grâce à une stratégie d’immunisation séquentielle avec des trimères hétérologues modifiés par glycosylation.

II. Origine de l’article

• Équipe d’auteurs : Collaboration internationale dirigée par Fabian-Alexander Schleich (Institut Karolinska), Shridhar Bale et Javier Guenaga (Institut de recherche Scripps).
  
• Auteurs correspondants : Gunilla B. Karlsson Hedestam (Institut Karolinska) et Richard T. Wyatt (Institut de recherche Scripps).
  
• Revue de publication : Immunity (10 juin 2025, volume 58), publié par Elsevier.
  

III. Méthodologie et résultats

1. Conception des immunogènes et expériences animales

Étapes clés :

• Modification des immunogènes :
  
  • Utilisation du trimère 16055 dg4 NFL (délétion de 4 sites de N-glycosylation près du CD4bs : N276/N301/N360/N463) pour exposer des épitopes conservés.
    
  • Introduction d’un pont disulfure inter-protomères (CC3 : A501C-A662C) pour stabiliser le trimère (Figure 1).
    
• Modèle animal :
  
  • 12 macaques rhésus (primates non humains, NHPs) divisés en deux groupes :
    
  • Groupe 1 (NHP1-6) : Immunisation avec des trimères solubles ;
    
  • Groupe 2 (NHP7-12) : Immunisation avec des conjugués trimère-liposome.
    
  • Protocole d’immunisation :
    
  1. Pré-immunisation : Trimères chimériques BG505/CH505 + trimère AMC016 (ciblant le peptide de fusion) ;
     
  2. Immunisation initiale : Trimère 16055 dg4 NFL (ciblant le CD4bs) ;
     
  3. Rappels : Trimères hétérologues entièrement glycosylés (ZM233, CH119, JR-FL, etc.), espacés de 12 semaines (Figure 2a).
     

Résultats expérimentaux :

• Activité neutralisante du sérum :
  
  • Après deux immunisations (post-2), NHP1 et NHP9 ont montré une neutralisation croisée contre des virus de tier 2 (comme JR-FL) (Figure 2c) ;
    
  • Après six immunisations (post-6), la couverture neutralisante a atteint 70 % d’un panel de 84 virus mondiaux (Figure 4).
    

2. Isolement et caractérisation des anticorps monoclonaux

Étapes clés :

• Tri des cellules B mémoire :
  
  • Utilisation d’une sonde trimérique JR-FL NFL biotinylée pour le tri par cytométrie en flux (Figure S3a).
    
  • Isolement de 185 paires chaîne lourde/légère chez NHP1, appartenant à 49 lignées clonales.
    
• Analyse des propriétés des anticorps :
  
  • Lignée LJF-0034 :
    
  • Mutations fréquentes (SHM de la chaîne lourde : 12 %, chaîne légère : 9 %) ;
    
  • Cible un épitope quaternaire : Interface entre le CD4bs et la région V3 de protomères adjacents (Figure 5c) ;
    
  • Couverture neutralisante : 66 % des 84 virus testés (Figure 4), IC50 moyen de 2,14 μg/mL (LJF-0085).
    

Résolution structurale :

• Cryo-microscopie électronique (cryo-EM) :
  
  • Mode de liaison : La chaîne légère se lie au CD4bs (évitant la glycane N276), la chaîne lourde interagit avec la région V3 (Figure 5d-e) ;
    
  • Caractéristiques de l’épitope :
    
  • La chaîne légère forme des ponts salins avec les résidus conservés D457/K282 (Figure 6a) ;
    
  • La chaîne lourde interagit avec R308 de la région V3 via HCDR2 (Figure 6c).
    

3. Mécanismes de résistance naturelle et optimisation de l’épitope

Découvertes clés :

• Sites de résistance :
  
  • La résistance aux virus recombinants AE (comme C1080.c3) est due à des mutations dans la région V3 (T305/T308/V316/R319) et le CD4bs (G429/D474/R476) (Figure 7b) ;
    
  • Des mutations réverses (comme T308R) rétablissent la sensibilité à la neutralisation (Figure 7c).
    
• Impact des glycannes :
  
  • La suppression de la glycane N197 améliore significativement la neutralisation, tandis que N276 n’a aucun effet (Figure 7c).
    

IV. Conclusions et implications

1. Signification scientifique :

   • Première démonstration que l’immunisation séquentielle avec des trimères hétérologues peut induire des bnAbs ciblant un épitope quaternaire d’Env ;
     
   • Révèle les bases structurales d’un épitope synergique entre CD4bs et V3, offrant une nouvelle cible pour la conception de vaccins.
     

2. Valeur appliquée :

   • La stratégie d’ingénierie des glycannes (comme la délétion de N197) optimise la conception des immunogènes ;
     
   • Les anticorps de la lignée LJF-0034 sont des candidats pour une immunothérapie passive.
     

V. Points forts de l’étude

• Innovations méthodologiques :
  
  • Stabilisation de la conformation trimérique par un pont disulfure inter-protomères (CC3) ;
    
  • Génotypage individualisé des gènes Ig (algorithme IgDiscover) pour suivre précisément l’évolution des anticorps.
    
• Découvertes majeures :
  
  • Les bnAbs ciblant un épitope quaternaire contournent les obstacles glycanniques via un mode de liaison bifurqué ;
    
  • Les mécanismes de résistance naturelle guident l’optimisation des souches vaccinales (ex. : modification des régions conservées de V3).
    

VI. Informations complémentaires

• Données publiques :
  
  • Séquences d’anticorps (GenBank), structures cryo-EM (EMDB/PDB) accessibles ;
    
  • Codes et algorithmes disponibles sur GitLab (IgDiscover).
    
• Transition clinique :
  
  • Le trimère 16055 dg4 NFL est entré en essai clinique de phase I (HVTN 313).