Une glycosylation asymétrique cachée des IgG, présente chez tous les êtres humains, aggrave la sévérité de la dengue

Les anticorps IgG portent un glycane N-lié conservé en Asn297 sur chaque chaîne de leur région Fc homodimérique, et ces glycanes régulent puissamment les fonctions effectrices immunitaires — notamment la cytotoxicité cellulaire dépendante des anticorps (ADCC) et la phagocytose — en modulant la liaison aux récepteurs Fc gamma. Des décennies de recherche ont répertorié la façon dont la composition des glycanes (présence ou absence de fucose, de galactose, d'acide sialique) se corrèle avec la sévérité des maladies dans des pathologies allant de la polyarthrite rhumatoïde à la COVID-19 et à la dengue. Cependant, presque toutes les études antérieures ont eu recours à des méthodes de libération des glycanes qui les détachent de l'anticorps, détruisant ainsi toute information sur quel glycane occupe quel bras protomère de l'Fc.

Pour combler cette lacune, les auteurs ont développé WIgGWAM (Whole Immunoglobulin Glycoprofiling With Asymmetric Monitoring). Le protocole utilise une digestion à la papaïne pour séparer les régions Fab des régions Fc, une purification par protéine A des Fc homodimériques intacts, et une analyse LC/MS en conditions dénaturantes mais non réductrices. Cette approche préserve le dimère Fc et permet d'attribuer des appariements de glycanes spécifiques à chaque bras. La méthode a été validée sur des IgG1 monoclonaux recombinants aux glycoformes connues, puis appliquée aux IgG1 polyclonales issues de plasma humain.

En appliquant WIgGWAM au plasma d'adultes en bonne santé et de patients atteints de COVID-19, les chercheurs ont démontré que les IgG1 glycosylées de manière asymétrique — dans lesquelles chaque protomère Fc porte un glycane distinct — sont universellement présentes chez tous les individus testés, et non une variante rare. Les glycoformes symétriques existent, mais représentent une minorité. Cette observation remet fondamentalement en question l'hypothèse implicite des études par libération de glycanes, selon laquelle une composition unique de glycanes représenterait l'anticorps dans son ensemble.

De manière particulièrement frappante, l'étude a revisité l'association établie entre l'afucosylation des IgG et la dengue sévère. Des études antérieures par libération de glycanes avaient rapporté une élévation des IgG afucosylées dans les formes sévères et les infections dengue secondaires. L'analyse WIgGWAM du plasma de patients atteints de dengue a révélé que le véritable facteur en cause est la monofucosylation asymétrique — des IgG1 portant un glycane Fc fucosylé et un glycane Fc afucosylé — plutôt que l'afucosylation symétrique (les deux bras Fc dépourvus de fucose). Les glycoformes IgG symétriques entièrement afucosylées n'étaient pas significativement élevées. Pour explorer les conséquences fonctionnelles, l'équipe a conçu des anticorps IgG1 monofucosylés recombinants. Ces IgG1 monofucosylées se liaient à FcγRIIIA avec la même haute affinité que les IgG1 entièrement afucosylées in vitro, et induisaient des fonctions effectrices médiées par les anticorps comparables in vivo dans des modèles murins, ce qui suggère que le bras afucosylé domine l'interaction avec le site de liaison FcγRIII positionné de manière asymétrique sur le Fc.

Ces résultats reformulent la façon dont les glycanes des IgG régulent l'immunité et la maladie. L'universalité de la glycosylation asymétrique signifie que la quantification des glycanes sans leur contexte spatial donne une représentation inexacte des véritables unités fonctionnelles circulant dans le sang. Les résultats relatifs à la dengue suggèrent que les futures études de biomarqueurs et les stratégies thérapeutiques ciblant la glycosylation des IgG devront tenir compte des espèces asymétriques monofucosylées. La conception d'anticorps monofucosylés — potentiellement plus simples à produire que les anticorps entièrement afucosylés — pourrait donner naissance à une nouvelle classe d'IgG thérapeutiques optimisées.