La première analyse longitudinale à l’échelle du protéome des anticorps chez les patients atteints de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) a été réalisée par des chercheurs de l’Institut de microbiologie et d’épidémiologie de Pékin et publiée dans le Journal de recherche avancée.
L’étude
Un total de 247 échantillons de sérum longitudinaux ont été recueillis auprès de patients COVID-19 âgés de 15 à 79 ans, dont 17 avaient une maladie grave et 24 avaient une maladie bénigne. Ceux-ci ont été recueillis dans les 57 jours suivant le diagnostic et comparés aux échantillons de sérum recueillis avant 2020 pour servir de témoins. À l’aide d’un microréseau de protéomes, ces échantillons ont été dosés pour détecter les protéines N et E pleine longueur, cinq protéines de pointe (S) tronquées et 966 peptides, chacun de 15 acides aminés de long.
Les niveaux d’IgM, d’IgG et d’IgA contre toutes ces protéines ont été profilés et les données du microréseau ont été normalisées à l’aide du z-score. Tous les peptides avec un z-score supérieur à 1,96 ont été sélectionnés. Un paysage épitopique linéaire aligné sur la séquence de ces protéines a été construit et les signaux des échantillons ont été tracés. Les épitopes des lymphocytes B pourraient être identifiés en alignant les peptides immunoréactifs avec les peptides voisins. Les épitopes identifiés étaient à peu près uniformément répartis sur les protéines structurelles et non structurelles. Les protéines avec la fréquence d’épitopes la plus élevée étaient la protéine structurale N et les protéines non structurales nsp13 et nsp3.
Ensuite, les épitopes des anticorps IgM, IgG et IgA ont été analysés. L’IgG peut reconnaître le plus d’épitopes, à 224, suivi de l’IgM à 187 et de l’IgA à 86. ~ 20 % des épitopes reconnus par l’IgM se trouvaient dans les protéines structurelles, contre 26 % et 30 % pour l’IgG et l’IgA. Ensuite, les épitopes communs aux trois anticorps et spécifiques aux individus ont été analysés.
Soixante-quatre épitopes étaient couramment reconnus par tous les types d’anticorps, dont certains étaient présents tout au long d’une infection au COVID-19 et dont certains n’étaient présents qu’à certaines étapes. Nsp3 et 12 avaient des épitopes plus distincts dans les protéines non structurelles, et les protéines S et N présentaient plus d’épitopes au total. Une analyse détaillée des épitopes a révélé que 33 épitopes étaient plus susceptibles d’être reconnus par les IgM, principalement sur des protéines non structurelles. Les anticorps IgG étaient significativement plus susceptibles de reconnaître les épitopes protéiques structurels.
Les chercheurs ont ensuite analysé la variété d’épitopes dans des échantillons de patients atteints de COVID-19 léger par rapport à COVID-19 sévère. Aucune différence n’a été trouvée dans le nombre d’anticorps reconnus. Pourtant, lorsque les différences dans les niveaux d’anticorps induits par les épitopes ont été examinées, les niveaux d’expression de 23 anticorps IgM étaient plus élevés chez les patients légers et 5 anticorps IgM étaient plus élevés chez les patients sévères. Cela indiquerait que les personnes atteintes d’une maladie grave avaient une réponse immunitaire initiale plus faible aux premiers stades. Les réponses IgG étaient très similaires dans les deux groupes, ce qui suggère que la réponse immunitaire était plus comparable entre les groupes aux derniers stades de l’infection virale. Les changements dans le nombre d’épitopes spécifiques aux IgA, IgM ou IgG chez les patients légers et sévères ont été analysés longitudinalement, révélant que le nombre d’épitopes liés à l’IgA est resté stable jusqu’à augmenter chez les patients sévères après 30 jours et que les épitopes IgG et IgM ont augmenté ainsi qu’une infection virale.
Enfin, la fréquence de tous les épitopes qui ont suscité des anticorps a été analysée, révélant divers niveaux de fréquence d’épitopes. 21 IgM, 23 IgG et 10 épitopes liés à l’IgA avaient des fréquences supérieures à 50 %, tandis que tous les autres épitopes étaient inférieurs. En comparant le sérum à des témoins sains, 12 épitopes dominants ont suscité des anticorps chez plus de 25 patients, et deux épitopes ont été associés à des taux sériques plus élevés, mais uniquement chez les patients âgés. Lors de la cartographie des séquences linéaires de ces épitopes, il a été révélé que les épitopes S-15 étaient situés dans le domaine N-terminal de la protéine S1, et l’épitope S-82 était dans le peptide de fusion de la protéine S2. Ceux-ci seraient des cibles de choix pour les anticorps de neutralisation, dont des études antérieures ont largement montré qu’ils ciblaient la protéine de pointe.
conclusion
Les auteurs ont analysé un large éventail d’anticorps et la fréquence profilée des épitopes, et déterminé quels épitopes étaient plus susceptibles d’être reconnus par quel type d’anticorps. En plus de cela, ils ont identifié les épitopes qui présentaient des réponses immunitaires différentes chez les patients légers et sévères et 12 épitopes dominants des lymphocytes B qui provoquaient des anticorps chez presque tous les patients. Enfin, ils ont réussi à identifier deux épitopes fortement immunogènes, qui pourraient potentiellement être utilisés dans de futurs vaccins.
