Dans une étude de pointe passionnante actuellement disponible sur le medRxiv * preprint server, des chercheurs américains ont créé une puce à ADN multi-coronavirus contenant des protéines complètes, des bibliothèques de peptides et des fragments de protéines qui se chevauchent du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2), ainsi que quatre autres coronavirus humains. Ils ont démontré que cette technologie pouvait être utilisée pour cartographier la réactivité des anticorps chez les patients atteints de coronavirus (COVID-19).
Des études antérieures ont démontré que les patients atteints de COVID-19 séroconvertissent rapidement en SRAS-CoV-2, ce qui signifie qu’ils produisent des anticorps immunoglobulines IgA, IgG et IgM dirigés contre plusieurs protéines virales. Néanmoins, il n’est pas tout à fait clair si toutes les réponses anticorps sont bénéfiques pour nous, ou si certaines peuvent effectivement conduire à une évolution moins favorable de la maladie.
En outre, une augmentation de l’infection par des anticorps a été rapportée dans la littérature médicale pour le coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV), qui est un agent causal de l’épidémie initiale de SRAS et étroitement lié au SRAS-CoV-2.
Il va sans dire que le raffinement des approches diagnostiques, thérapeutiques et vaccinales contre le COVID-19 bénéficierait énormément d’une compréhension claire et complète de tous les corrélats de la réponse immunitaire à l’infection par le SRAS-CoV-2.
Par conséquent, des experts de l’Antigen Discovery Incorporated, de l’Université de Californie, du CDC et de la Mayo Clinic aux États-Unis ont créé et utilisé un microréseau de protéines multi-coronavirus contenant plus de mille protéines, fragments de protéines et peptides de coronavirus complets, afin de cartographier les IgM Epitopes d’anticorps IgG et IgA Sérums des patients COVID-19.
Patient COVID-19 et réactivité des anticorps témoins sains avec les protéines SARS-CoV-2 et SARS-CoV purifiées. Le diagramme de violon divisé montre la distribution d’intensité du signal de fluorescence transformée en log2 des anticorps liés à chaque protéine purifiée sur la puce à ADN multi-coronavirus. Dans chaque demi-violon se trouvent trois lignes représentant l’intervalle interquartile et la médiane. Au-dessus de chaque violon divisé se trouve la valeur p de la somme de rang de Wilcoxon, colorée en bleu pour les valeurs p significatives inférieures à 0,05. Les trois panels sont répartis par isotype (IgG, haut; IgA, milieu; IgM, bas). Des lignes horizontales en pointillé rouges sont tracées à la médiane de toutes les intensités de signal contre les protéines purifiées (n = 14) et les peptides (n = 587) plus 1,0, soit le double de la médiane globale – ce seuil sert de point de référence, mais pas nécessairement un seuil de séropositivité pour chaque protéine.
Sommaire
Bactéries et lignées cellulaires comme producteurs de protéines
L’approche de l’étude a localisé la réactivité des anticorps des patients COVID-19 dans les protéines du SRAS-CoV-2 et a permis aux chercheurs de cartographier les régions antigéniques liées. De plus, le groupe d’étude a pu mesurer la réactivité des anticorps à la fois des patients COVID-19 et des individus sains atteints de coronavirus humains saisonniers et des deux coronavirus épidémiques précédents.
Toutes les protéines de coronavirus qui ont été utilisées dans cette étude ont été produites dans l’espèce bactérienne Escherichia coli – à l’exception des glycoprotéines spike SARS-CoV et SARS-CoV-2, qui ont été fabriquées dans des cellules d’insectes Sf9, et le domaine de liaison au récepteur SARS-CoV-2, qui a été fabriqué dans des cellules 293 de rein embryonnaire humain.
De plus, la plupart des échantillons utilisés dans cette étude ont été prélevés sur des patients non hospitalisés, avec du sang prélevé entre 26 et 60 jours après l’apparition des symptômes. Des contrôles négatifs ont été collectés avant la pandémie de COVID-19, c’est à dire, à l’automne 2019.
Un test d’immunosorbant enzymatique validé (ELISA) a été utilisé pour tester des échantillons contre l’ectodomaine stabilisé avant la fusion de la protéine de pointe du SRAS-CoV-2, et des tests de microneutralisation du SARS-CoV-2 ont également été poursuivis en suivant les précautions de niveau 3 de biosécurité.
Les corrélats de la réactivité croisée
Après avoir étudié vingt patients atteints de COVID-19, les chercheurs ont découvert que les réponses anticorps les plus robustes étaient orientées vers les protéines du SRAS-CoV-2 dirigées vers les protéines de nucléocapside (N) et S2 pour tous les isotypes d’anticorps, à l’instar d’autres études sur le terrain.
Des réponses d’anticorps à M, SI et aux protéines accessoires 3a et 7a ont également été détectées. De même, les scientifiques ont pu localiser les régions de chacune de ces protéines du SRAS-CoV-2 auxquelles les anticorps se sont liés en analysant la réactivité des anticorps avec des fragments de protéines se chevauchant de trois longueurs différentes: 100, 50 et 30 acides aminés.
« Nos résultats étaient cohérents en interne en ce que les protéines réactives avaient plus de fragments réactifs que les protéines non réactives et les fragments réactifs de 100 acides aminés contenaient des fragments réactifs de 50 acides aminés et parfois ils contenaient également des fragments réactifs de 30 acides aminés », disent les auteurs de l’étude.
Les multiples protéines du SRAS-CoV, du MERS-CoV et des coronavirus saisonniers HCoV-NL63 et HCoV-OC43 étaient également plus réactives avec les IgM, IgG et IgA dans les sérums des patients COVID-19 par rapport aux sérums témoins non exposés, ce qui confère davantage de crédibilité au potentiel. réactivité immunologique croisée entre ces virus.
Biomarqueurs utiles de l’infection et de la protection
En bref, ce type de tableau de protéines multi-coronavirus représente un outil qui peut aider la communauté scientifique à améliorer la compréhension de la réponse immunitaire au SRAS-CoV-2 et à d’autres coronavirus.
«Avec ces deux premiers ensembles de sérums de convalescence fournis par la Mayo Clinic et le CDC, nous avons montré que les sujets naïfs du SRAS-CoV-2 ont des anticorps réactifs croisés clairement mesurables contre les protéines N et S2 entières et que cette réactivité est limitée à épitopes spécifiques », expliquent les chercheurs dans ce medRxiv papier.
Ce qui est important, c’est qu’il existe des épitopes plus spécifiques du SRAS-CoV-2 qui pourraient être considérés comme des biomarqueurs utiles de l’infection. D’autre part, l’infection par le SRAS-CoV-2 peut donner naissance à des anticorps qui se lient à la nucléocapside et aux protéines S2 d’autres coronavirus – y compris HCoV-NL63, HCoV-OC43, SARS-CoV et MERS-CoV.
Enfin, si des niveaux élevés d’anticorps développés contre des épitopes spécifiques s’avèrent particulièrement protecteurs, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour permettre l’utilisation de cette matrice pour cribler le plasma convalescent ayant un potentiel thérapeutique, ainsi que les sérums des receveurs de vaccins comme mesure d’efficacité précoce.
*Avis important
medRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas examinés par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, orienter la pratique clinique / les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
