Dans un article récent publié dans la revue Immunité, les chercheurs ont expliqué le concept d’empreinte immunologique et ses principes sous-jacents. Ils ont également discuté de son rôle potentiel dans le contexte des vaccins contre la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19).
Abécédaire : Empreinte immunologique : comprendre le COVID-19. Crédit d’image : Lightspring / Shutterstock
L’empreinte immunologique est un phénomène où l’exposition préalable à une souche virale (un antigène) déclenche la mémoire des lymphocytes B qui confère une protection contre les antigènes apparentés à l’avenir. En d’autres termes, la première exposition à un antigène (par exemple, un agent pathogène viral) laisse une « empreinte » éternelle sur le système immunitaire naïf. Les autres noms de l’empreinte immunologique sont l’empreinte antigénique, l’empreinte immunitaire et le péché antigénique originel (OAS).
Le scientifique renommé Thomas Francis Jr a inventé le terme OAS dans le contexte du virus de la grippe dans les années 1960, car de nombreuses études épidémiologiques ont associé l’empreinte immunitaire à l’effet de l’exposition de l’enfance au virus de la grippe A sur la susceptibilité à contracter des infections grippales graves plus tard dans la vie. Cependant, il a récemment attiré l’attention en raison de l’avènement du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2).
Le terme « péché » antigénique originel semble avoir une connotation négative. Il indique le développement d’un biais antigénique à vie suite à la première exposition à un antigène dans l’enfance. Bien que la réactivité vis-à-vis de la souche originale soit plus élevée que vis-à-vis des souches plus récentes, il est encore possible d’exploiter l’OAS avec la bonne formulation de vaccin. En outre, les chercheurs ont discuté des observations apparemment contradictoires dans la littérature scientifique publiée sur l’OEA, c’est-à-dire, intrinsèquement axées sur le virus de la grippe.
Dans les cas où l’OAS est examinée comme un biais dans les niveaux d’anticorps après une deuxième exposition à un antigène, le moment de l’échantillonnage après la réexposition est un facteur de confusion. En outre, les «biais» diffèrent considérablement, se référant parfois à une variation de l’affinité des anticorps avec les antigènes d’origine par rapport aux antigènes de rappel ou à une variation mesurable des titres d’anticorps, où les tests de quantification pourraient être des facteurs de confusion (par exemple, les tests de neutralisation par rapport aux tests de liaison).
Bien que rarement, l’OEA fait également référence à in vivo rappel d’anticorps par un antigène secondaire. Cependant, ceux-ci ne montrent pas quantifiables in vitro se liant à l’antigène secondaire bien qu’ils se lient à l’antigène d’origine. Au cours des dernières décennies, les connotations du mot « péché » dans l’OEA ont limité son utilité. Il est donc conseillé d’éviter ce terme et d’utiliser d’autres termes définis de manière cohérente qui sont moins susceptibles d’être mal interprétés.
Une autre caractéristique remarquable de l’empreinte immunitaire est que toutes les différences de réactivité immunologique déclenchées par celle-ci ne pouvaient pas être traduites en différences épidémiologiques. Par conséquent, la susceptibilité variable aux infections pourrait facilement être considérée comme une « empreinte épidémiologique » que la première exposition à l’antigène laisse au niveau de la population.
Certains termes supplémentaires pourraient aider à expliquer ou à décrire les schémas observés dans les titres d’anticorps ou les effets immunologiques ci-dessus de l’OAS. Le premier est «l’ancienneté antigénique», qui fait référence à une hiérarchie quantitativement stratifiée des titres d’anticorps obtenus en réponse à des rencontres avec des virus antigéniquement liés au cours d’une vie.
Comme son nom l’indique, dans cette hiérarchie, les antigènes rencontrés plus tôt occupent une position plus élevée que ceux rencontrés plus tard dans la vie. Les études transversales utilisent ce terme dans le contexte des titres d’anticorps « à l’état d’équilibre », et bien qu’il capture un phénomène étroitement similaire à l’OAS de Francis, il n’a aucune connotation négative.
Un autre terme est «back-boosting», qui fait référence à une élévation des titres d’anticorps envers les antigènes rencontrés précédemment. Les études longitudinales ont utilisé ce terme pour décrire les réponses anticorps post-exposition à des agents pathogènes antigéniquement apparentés, par exemple, une souche modifiée du virus de la grippe utilisée dans un vaccin ou une souche plus récente provoquant une réinfection.
Alors que le renforcement du titre, c’est-à-dire la différence de pli entre les titres pré et post-exposition, est plus important pour les nouveaux antigènes, le back-boosting préserve les titres d’anticorps neutralisants absolus envers les antigènes précédemment rencontrés à un niveau élevé que vers les plus récents. Ces termes manifestent deux processus immunologiques principaux : la réactivité croisée et le rappel de la mémoire.
La littérature publiée suggère souvent que l’empreinte immunitaire est un obstacle à la génération d’une immunité protectrice. Par exemple, il existe des preuves que l’exposition des enfants a influencé négativement l’efficacité du vaccin contre les virus de la grippe A. Au contraire, l’exposition des enfants au H1N1 a considérablement réduit le risque de grippe causée par le H1N1 et le risque d’infection mortelle par le H5N1. Cependant, compte tenu de plusieurs effets mixtes, bénéfiques et néfastes, d’expositions antérieures, il n’est pas conseillé de généraliser les effets de l’empreinte immunitaire.
Alors que les données immunologiques pourraient aider à comprendre les schémas épidémiologiques observés, inversement, c’est-à-dire qu’il n’est pas possible d’extrapoler les résultats immunologiques aux résultats cliniques. Considérant la courbe de séroprotection classique, deux possibilités se présentent :
i) au-dessus d’un seuil d’anticorps, la protection immunitaire conférée n’augmente pas ;
ii) une variation du titre d’anticorps comparable pourrait avoir des effets protecteurs très variables.
Les deux scénarios dépendent des titres réels d’anticorps et de leur relation avec la protection immunitaire.
Surtout, concernant la gravité de la maladie, la protection immunitaire est multifactorielle et non quantifiable par une seule évaluation immunologique. Ainsi, bien que les données immunologiques puissent être utiles, l’interprétation des inférences cliniques et épidémiologiques de l’historique d’exposition entièrement à partir des variations des schémas de réactivité des anticorps pourrait conduire à des interprétations erronées.
Jusqu’à présent, les anticorps neutralisants sont un corrélat établi de protection pour les vaccins COVID-19. Cependant, cela ne remet pas en cause l’importance de l’immunité cellulaire, qui est relativement moins affectée par les antécédents d’exposition, lorsqu’on considère la protection contre la maladie.
Des études ont montré un back-booster d’anticorps avec une réactivité croisée envers la protéine de pointe (S) de plusieurs hCoV après une vaccination contre le COVID-19 ou une infection par le SRAS-CoV-2. Cependant, les preuves suggérant que ces anticorps modulent la sensibilité à une maladie grave sont rares.
Au contraire, les personnes amorcées avec une souche ancestrale de SRAS-CoV-2 (Wuhan-Hu-1-like) par vaccination ou infection, qui ont contracté une infection avec une variante antigéniquement dérivée, ont montré des titres d’anticorps neutralisants plus élevés contre Wuhan-Hu-1 -like antigen (par back-boosting) et la nouvelle variante infectante.
Cependant, lorsqu’ils sont infectés par une variante antigéniquement éloignée, par exemple, Omicron, ils ont maintenu des titres d’anticorps plus élevés contre le Wuhan-Hu-1 qu’Omicron, illustrant l’ancienneté antigénique. Les deux scénarios sont des manifestations de rappel de lymphocytes B à réaction croisée provoqués par l’amorçage de Wuhan-Hu-1.
De manière surprenante, les vaccins bivalents basés sur les antigènes Omicron BA.1/BA.5 suscitent une activité de neutralisation plus élevée vis-à-vis de variants plus avancés sur le plan antigénique. En outre, un vaccin bivalent à base d’antigène Omicron déclenche des anticorps avec de novo réactivité vis-à-vis des épitopes mutés, indiquant un recrutement de lymphocytes B naïfs sur le site d’exposition à l’antigène.
Il n’est pas encore possible de comprendre pleinement et de généraliser les effets d’une exposition antérieure à l’antigène sur les réponses ultérieures des lymphocytes B par réactivité croisée et rappel. Cependant, l’augmentation de la dose d’antigène ou l’ajout d’adjuvants dans les formulations de vaccins pourraient entraver certaines des limitations imposées par la mémoire préexistante.
conclusion
Les effets d’une exposition antérieure à l’antigène ont un impact sur l’immunité vis-à-vis des maladies. Alors que les schémas immunologiques, par exemple l’ancienneté antigénique, semblaient significatifs dans les analyses de la réactivité des anticorps, les schémas épidémiolocaux semblaient être les principaux déterminants de la sensibilité aux maladies chez les personnes ayant des antécédents d’exposition variables. Ainsi, il est urgent d’examiner attentivement ces effets en utilisant une terminologie cohérente tout en les extrapolant aux résultats cliniques. Néanmoins, l’étude a fourni des informations qui pourraient grandement aider au développement de vaccins COVID-19 contre les variants antigéniquement progressifs du SRAS-CoV-2.
