Les virus s’adaptent naturellement aux pressions environnementales positives et négatives, telles que l’immunité active naturelle ou induite par un vaccin ou l’immunité passive médiée par le transfert d’anticorps d’un autre individu.
Pendant la pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), des agents immunisants actifs et passifs ont été déployés. Une nouvelle étude dans The Lancet eBioMédecine explore les effets des doses de rappel du vaccin sur l’évolution adaptative du virus.
Étude: Adaptation sélective du SARS-CoV-2 Omicron sous pression vaccinale de rappel : une étude observationnelle multicentrique. Crédit d’image : Naeblys/Shutterstock.com
Arrière-plan
En 2022, la variante Omicron du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) est devenue dominante sur la scène mondiale. Ce variant préoccupant (VOC) présente plus de 60 mutations par rapport au virus ancestral.
Ce phénomène a été tenu pour responsable de la propagation rapide et du taux élevé d’infections par Omicron.
Plusieurs sous-variantes d’Omicron et leurs sous-lignées ont émergé. Notamment, la protéine de pointe Omicron est moins efficacement clivée que les autres variantes de pointe. De ce fait, son entrée dans les cellules hôtes dépend davantage de la présence de cathepsines et moins de TMPRSS2, contrairement aux variantes précédentes. Cela permet sa réplication plus rapide dans les voies respiratoires supérieures plutôt que dans les poumons.
En conséquence, les maladies graves représentent une proportion beaucoup plus faible du nombre énorme d’infections à Omicron dans le monde.
Les sous-variantes d’Omicron sont remarquables pour leur évasion immunitaire, échappant à la fois aux anticorps induits par le vaccin et aux anticorps thérapeutiques. Beaucoup de ces sous-variants portent des mutations récurrentes affectant des sites fonctionnels importants, en particulier la protéine Spike.
De telles mutations convergentes se produisent contre une réponse anticorps croissante mais incomplète qui ne peut pas neutraliser un virus en évolution rapide. Cela entraîne l’apparition de mutations communes ou récurrentes dans différentes souches.
Pour expliquer cela, les immunologistes appliquent la doctrine du péché antigénique originel, selon laquelle la première protéine de pointe à imprimer le système immunitaire laisse sa marque sur le processus de production d’anticorps.
En conséquence, même lorsque d’autres variantes très différentes sont rencontrées, les anticorps continuent d’être plus fortement dirigés vers l’antigène initialement ciblé, ce qui les rend moins capables de neutraliser les antigènes actuels.
Avec une couverture de dose de rappel élevée, les variantes présentant la fuite immunitaire la plus élevée se propagent le plus facilement. Bien que des infections révolutionnaires se soient produites avec Delta, cela était principalement dû à l’affaiblissement des niveaux d’anticorps et à des mutations mineures empêchant le virus d’échapper à la neutralisation.
Dans ce cas, Omicron est rapidement devenu dominant et a continué à se propager et à évoluer jusqu’à nos jours.
Cependant, alors que les individus vaccinés boostés présentent un titre neutralisant doublé avec une infection à Omicron, par rapport à Delta, le titre est 12 fois plus élevé sans doses de rappel.
L’article cherche à examiner l’adaptation sélective qui se produit à mesure que les vaccins de rappel sont administrés à une échelle croissante dans le monde, couplée aux tendances mutationnelles d’Omicron.
Qu’a montré l’étude ?
L’étude était transversale dans laquelle les changements dans le SRAS-CoV-2 dus à la dérive génétique et à la mutation ont été identifiés et examinés.
Ceci a été mené pour chaque variante du virus, en catégorisant chaque changement en fonction du statut vaccinal de l’individu, de la descendance ancestrale de la souche virale et des caractéristiques démographiques et cliniques des participants.
L’étude a inclus plus de 5 400 séquences du SRAS-CoV-2 provenant d’infections documentées dans la région métropolitaine de New York de juillet 2021 à août 2022. Les chercheurs ont constaté un passage des infections principalement à variantes Delta à principalement des variantes Omicron (BA.1-BA.5).
La proportion de personnes ayant subi la primo-vaccination contre le COVID-19 est passée de 55 % à 80 %, tandis que celle de celles ayant reçu la dose de rappel est passée de 0 à 40 %.
Sur les 5 400 séquences, 35 % provenaient de personnes non vaccinées ou vaccinées et boostées, et environ 30 % provenaient d’individus vaccinés non boostés. Ainsi, les chercheurs ont pu comparer les effets de niveaux élevés d’anticorps de liaison sur la direction et le taux de mutations chez Delta vs Omicron.
Il est intéressant de noter que les premières doses de rappel ont été déployées à grande échelle pendant la vague Delta, mais presque toutes les infections et réinfections ultérieures ont été causées par la variante Omicron.
« Ces données ont révélé que les rappels, mais pas la primo-vaccination, étaient la principale source de pression vaccinale conduisant à des empreintes mutationnelles, à une évolution adaptative et à une sélection de variantes lors de la transition de Delta à Omicron et de l’évolution vers des sous-variantes d’Omicron..»
Une analyse plus approfondie a montré que les sous-variantes Omicron BA.2-BA.5 se sont propagées plus rapidement que les autres lignées de la même période parmi les receveurs de rappel. Ce n’était pas le cas de BA.2.12.1 ou BA.4.
Les injections de rappel ont produit des anticorps sélectionnés pour les mutations de la protéine Delta Spike sur plusieurs sites, avec 3 000 fois plus de sites de mutation chez les individus boostés que chez les individus vaccinés.
Ceux-ci, cependant, ont mal adapté le virus pour se propager ou survivre aux anticorps neutralisants – évolution adaptative diffuse.
En revanche, les boosters ont forcé Omicron BA.1, dans un premier temps, puis BA.2, à se diversifier dans les pointes BA.2-BA.5, subissant une sélection positive à grande échelle. Ces mutations se sont concentrées presque exclusivement sur une liaison plus forte au niveau de l’évolution adaptative axée sur le motif de liaison au récepteur.
Les mutations convergentes étaient particulièrement importantes au niveau du site de pointe R346X, qui permet la fuite immunitaire et a été observée dans plus d’une centaine de lignées.
Alors que les mutations étaient beaucoup plus fréquentes chez les individus boostés atteints d’une infection Delta que chez les individus non vaccinés, cela s’est lentement déplacé vers des scores de mutation plus élevés chez les individus non vaccinés par rapport aux individus boostés infectés par Omicron.
Des scores de sélection négatifs élevés ont été observés avec Omicron BA.2-BA.5, mais pas avec Delta ou BA.1, indiquant le rejet de multiples mutations de sorte que la séquence de type sauvage a été restaurée sur ces sites.
Des mutations purificatrices (sélection négative) et des mutations diversifiantes (sélection positive) sont nécessaires pour parvenir au profil d’évasion immunitaire et de condition physique virale le plus élevé.
De telles mutations ont permis aux pointes d’Omicron d’échapper à la neutralisation immunitaire, de se lier plus fortement aux récepteurs ou de favoriser le clivage des pointes. Ces mutations cruciales leur confèrent un avantage par rapport aux autres variantes, expliquant pourquoi d’autres mutations significatives ne se sont pas produites.
Le fait que de telles mutations aient été sélectionnées simultanément »démontre que l’échappement immunitaire n’est pas un processus unidirectionnel mais est étroitement lié à des adaptations pour maintenir/améliorer la transmission virale, l’entrée cellulaire et la réplication.»
Quelles sont les implications ?
Les anticorps sont extrêmement spécifiques dans leur reconnaissance et leur liaison aux antigènes, dans ce cas, les antigènes de pointe Delta vs Omicron. Cela les rend efficaces pour neutraliser des variantes particulières. Cela les laisse également exposés aux pressions de sélection, permettant à certaines sous-variantes de prospérer et de se propager et à de nouvelles d’émerger.
Les rappels sont destinés à augmenter le niveau d’immunité suffisamment élevé pour surmonter la fuite immunitaire virale en raison de l’adaptation à l’immunité induite par le vaccin ou naturelle. Les programmes actuels de rappel de vaccination contre le COVID-19 Omicron sont toujours en cours.
Celles-ci ont favorisé le développement des sous-lignées BA.2 et BA.5 et de leurs recombinants, qui ont dominé les cas de COVID-19 cette année.
Les auteurs concluent :
« Les injections de rappel sont un outil essentiel pour renforcer l’immunité contre le SRAS-CoV-2 et sont particulièrement recommandées chez les populations vulnérables et les travailleurs de la santé..»
Ils exercent un amortissement immunologique de la propagation et de la gravité clinique des infections. Il reste néanmoins nécessaire de surveiller les génomes pour détecter une adaptation sélective.
