La plupart des gens aux États-Unis ont un certain degré de protection immunitaire contre Covid-19, soit par la vaccination, soit par une infection, soit par une combinaison des deux. Mais, quel degré de protection une personne individuelle a-t-elle ?
Les chercheurs du MIT ont maintenant développé un test facile à utiliser qui pourrait peut-être répondre à cette question. Leur test, qui utilise le même type de technologie de « flux latéral » que la plupart des tests antigéniques rapides pour Covid-19, mesure le niveau d’anticorps neutralisants qui ciblent le virus SARS-CoV-2 dans un échantillon de sang.
Un accès facile à ce type de test pourrait aider les gens à déterminer le type de précautions qu’ils devraient prendre contre l’infection par Covid, comme obtenir une injection de rappel supplémentaire, selon les chercheurs. Ils ont déposé un brevet sur la technologie et espèrent maintenant s’associer à une société de diagnostic qui pourrait fabriquer les appareils et demander l’approbation de la FDA.
Parmi la population générale, de nombreuses personnes veulent probablement savoir à quel point elles sont protégées. Mais je pense que là où ce test pourrait faire la plus grande différence, c’est pour toute personne qui reçoit une chimiothérapie, toute personne qui prend des médicaments immunosuppresseurs pour des troubles rhumatologiques ou des maladies auto-immunes, et pour toute personne âgée ou qui n’a pas de bonnes réponses immunitaires en général. Ce sont toutes des personnes qui pourraient avoir besoin d’être boostées plus tôt ou de recevoir plus de doses pour obtenir une protection adéquate. »
Hojun Li, chercheur clinique de Charles W. et Jennifer C. Johnson au Koch Institute for Integrative Cancer Research du MIT
Le test est conçu pour que différentes protéines de pointe virales puissent être échangées, ce qui lui permet d’être modifié pour détecter l’immunité contre toute variante existante ou future du SRAS-CoV-2, selon les chercheurs.
Li, qui est également médecin traitant au Dana-Farber/Boston Children’s Cancer and Blood Disorders Center, est l’auteur principal de l’étude, qui apparaît en ligne aujourd’hui dans Méthodes des rapports de cellule. Guinevere Connelly, un ancien technicien de recherche de l’Institut Koch qui est maintenant étudiant diplômé à l’Université Duke, et Orville Kirkland, un associé de soutien à la recherche à l’Institut Koch, sont les principaux auteurs de l’article.
Un essai simple
Li, qui a rejoint l’Institut Koch à l’automne 2019, étudie le développement des cellules sanguines et la façon dont les cellules sanguines deviennent cancéreuses. Lorsque le SRAS-CoV-2 est apparu, il a commencé à réfléchir à des moyens d’aider à combattre la pandémie. De nombreux autres chercheurs travaillaient déjà sur des tests de diagnostic de l’infection, il s’est donc concentré sur le développement d’un test qui révélerait le degré de protection immunitaire d’une personne contre le Covid-19.
Actuellement, l’approche de référence pour mesurer l’immunité consiste à mélanger un échantillon de sang avec un virus vivant et à mesurer le nombre de cellules de l’échantillon qui sont tuées par le virus. Cette procédure est trop dangereuse pour être réalisée dans la plupart des laboratoires, de sorte que les approches les plus couramment utilisées impliquent des particules « pseudovirales » modifiées non infectieuses, ou elles sont basées sur un test appelé ELISA (dosage immuno-enzymatique), qui peut détecter des anticorps qui neutralisent un fragment d’une protéine virale.
Cependant, ces approches nécessitent toujours du personnel qualifié travaillant dans un laboratoire avec un équipement spécialisé, de sorte qu’elles ne sont pas pratiques à utiliser dans un cabinet médical pour obtenir des résultats immédiats. Li voulait proposer quelque chose qui pourrait être facilement utilisé par un fournisseur de soins de santé ou même par des personnes à la maison. Il s’est inspiré des tests de grossesse à domicile, qui sont basés sur un type de test appelé test de flux latéral.
Les tests à flux latéral consistent généralement en des bandes de papier incrustées de lignes de test qui se lient à une molécule cible particulière si elle est présente dans un échantillon. Cette technologie est également à la base de la plupart des tests rapides à domicile pour le Covid-19.
Li n’avait pas d’expérience de travail avec ce type de test, il a donc contacté deux membres du corps professoral du MIT ayant une expertise dans la conception de diagnostics basés sur des analyses de flux latéral: Hadley Sikes, professeur agrégé de génie chimique, et Sangeeta Bhatia, le John et Dorothy Professeur Wilson de sciences et technologies de la santé et de génie électrique et d’informatique, et membre de l’Institut Koch.
Avec leur aide, son laboratoire a développé un dispositif capable de détecter la présence d’anticorps qui empêchent le domaine de liaison au récepteur SARS-CoV-2 (RBD) de se lier à l’ACE2, le récepteur humain que le virus utilise pour infecter les cellules.
La première étape du test consiste à mélanger des échantillons de sang humain avec une protéine virale RBD qui a été étiquetée avec de minuscules particules d’or qui peuvent être visualisées lorsqu’elles sont liées à une bande de papier. Après avoir laissé le temps aux anticorps de l’échantillon d’interagir avec la protéine virale, quelques gouttes de l’échantillon sont placées sur une bandelette de test intégrée à deux lignes de test.
L’une de ces lignées attire les protéines RBD virales libres, tandis que l’autre attire tout RBD qui a été capturé par des anticorps neutralisants. Un signal fort de la deuxième ligne indique un niveau élevé d’anticorps neutralisants dans l’échantillon. Il existe également une ligne de contrôle qui détecte les particules d’or libres, confirmant que la solution a traversé toute la bande.
Pour développer les réactifs nécessaires au test, les membres du laboratoire de Li ont travaillé avec les laboratoires d’Angela Koehler, professeure agrégée de génie biologique, et de Michael Yaffe, professeur David H. Koch en sciences, tous deux membres de l’Institut Koch.
Prédire l’immunité
En plus d’une cartouche de test, qui contient la bandelette de test en papier, le kit de test comprend également une lancette à piquer au doigt qui peut être utilisée pour obtenir un petit échantillon de sang, moins de 10 microlitres. Cet échantillon est ensuite mélangé avec les réactifs nécessaires au test. Après environ 10 minutes, l’échantillon est exposé à la cartouche de test et les résultats sont révélés en 10 minutes.
La sortie peut être lue de deux manières différentes : Premièrement, en regardant simplement les lignes, qui indiquent si des anticorps neutralisants sont présents ou non. Ou, l’appareil peut être utilisé pour obtenir une mesure plus précise des niveaux d’anticorps, à l’aide d’une application pour smartphone qui peut mesurer l’intensité de chaque ligne et calculer le rapport entre la protéine RBD neutralisée et la protéine RBD infectieuse. Lorsque ce rapport est faible, cela peut suggérer qu’une autre injection de rappel est nécessaire ou que la personne doit prendre des précautions supplémentaires pour prévenir l’infection.
Les chercheurs ont testé leur appareil avec des échantillons de sang prélevés en décembre 2020 sur environ 60 personnes qui avaient été infectées par le SRAS-CoV-2 et 30 personnes qui ne l’avaient pas été. Ils ont pu détecter des anticorps neutralisants dans les échantillons de personnes précédemment infectées par le virus, avec une précision similaire à celle des tests de laboratoire existants. Ils ont également testé 30 échantillons en série de deux personnes avant de recevoir un vaccin ARNm Covid-19 et à plusieurs moments après la vaccination. Le niveau d’anticorps neutralisants chez les personnes vaccinées a culminé environ sept semaines après la première dose, puis a commencé à diminuer lentement.
Des études antérieures sur le SRAS-CoV-2 et d’autres virus ont montré une forte corrélation entre la quantité d’anticorps neutralisants circulant dans le sang d’un individu et leur probabilité d’infection.
Le test pourrait être facilement adapté à différentes variantes du SRAS-CoV-2 en échangeant un réactif spécifique au RBD de la variante d’intérêt, dit Li. Les chercheurs espèrent maintenant s’associer à une société de diagnostic qui pourrait fabriquer de grandes quantités de tests et obtenir l’approbation de la FDA pour leur utilisation.
La recherche a été financée par le Koch Institute Support (core) Grant du National Cancer Institute, un American Society of Hematology Scholar Award, les National Institutes of Health et la Fondation Charles et Marjorie Holloway.
