Nanocorps armés de vésicules extracellulaires administrées par voie nasale réduisent l'infection pulmonaire par le SARS-CoV-2

La recherche sur le traitement du COVID-19 s'est de plus en plus concentrée sur des approches combinées qui traitent à la fois la réplication virale et la réponse inflammatoire dommageable. Les anticorps monoclonaux ont montré une utilité clinique mais perdent en efficacité à mesure que les mutations de la protéine spike s'accumulent à travers les variants. Les vésicules extracellulaires offrent une plateforme de livraison polyvalente et biocompatible qui peut être modifiée en surface avec des motifs de ciblage fonctionnels, surmontant potentiellement certaines limitations des anticorps.

Cette étude s'appuie sur des travaux antérieurs dans lesquels des EVs dérivées de HEK293 ont été modifiées pour afficher VHH72—un anticorps à domaine unique de camélidé (nanocorps) qui se lie à un épitope hautement conservé sur la protéine spike du SARS-CoV-2 partagé avec le site de liaison de l'anticorps CR3022—et ont montré neutraliser plusieurs variants in vitro. Ici, la même construction de fusion VHH72-CD63 a été exprimée dans des cellules souches neurales (NSCs), connues pour produire des EVs avec des propriétés anti-inflammatoires intrinsèques. Les EVs ont été produites en utilisant le système d'emballage EXOtic (co-transfection de CD63-VHH72 avec un plasmide booster de libération d'EV Connexin43 S368A), purifiées par ultracentrifugation, et caractérisées par analyse de suivi de nanoparticules (NTA), diffusion dynamique de la lumière (Zetasizer), et microscopie électronique à transmission.

In vitro, les EVs anti-CoV-2 dérivées de NSC incubées avec 250 PFU de la souche Wuhan du SARS-CoV-2 avant exposition aux cellules Vero E6 ont réduit l'infection à des niveaux correspondant aux contrôles d'anticorps monoclonaux anti-SARS-CoV-2 (CB6 et 5309), tandis que les EVs de contrôle dépourvues de VHH72 n'ont eu aucun effet significatif. Pour les tests in vivo, des souris transgéniques K18-hACE2 ont été infectées par voie intranasale avec 10⁴ PFU de SARS-CoV-2 vivant, puis traitées par voie intranasale avec des EVs anti-CoV-2 ou de contrôle après infection. La PCR numérique ciblant le gène N du SARS-CoV-2 a montré une réduction significative du nombre de copies virales dans les poumons des souris traitées avec des EVs anti-CoV-2. Les études de biodistribution utilisant des EVs marquées au DIR ont confirmé que les EVs de NSC administrées par voie intranasale se localisaient efficacement dans les poumons.

La transcriptomique du panel d'inflammation de la souris NanoString nCounter sur le tissu pulmonaire a révélé que le traitement par EVs anti-CoV-2 exerçait des effets anti-inflammatoires légers mais mesurables, avec modulation des gènes clés des voies inflammatoires. La qRT-PCR a confirmé des tendances vers une réduction de l'expression des cytokines pro-inflammatoires, y compris IFN-α, IFN-β, IFN-γ, TNF-α, IL-6, et MCP-1 chez les animaux traités. Les auteurs attribuent en partie la composante anti-inflammatoire aux propriétés immunomodulatrices intrinsèques des EVs dérivées de NSC, qui semblent compléter la neutralisation antivirale directe médiée par la surface VHH72.

Cette étude est notable comme la première preuve de concept in vivo pour des EVs décorées de nanocorps administrées par voie intranasale contre un virus respiratoire. La plateforme est conceptuellement attrayante : les EVs sont naturellement biocompatibles, peuvent être produites à partir de sources cellulaires définies, et peuvent être modifiées en surface pour cibler plusieurs épitopes viraux ou transporter des charges thérapeutiques supplémentaires. La voie intranasale délivre la thérapie directement au site principal de réplication du SARS-CoV-2, maximisant potentiellement l'impact antiviral et anti-inflammatoire local tout en minimisant l'exposition systémique.