En l'espace de deux mois, le SARS-CoV-2, un coronavirus jusque-là inconnu, a fait le tour du monde, infectant plus de 100 000 personnes et son nombre augmentant rapidement. Des contre-mesures efficaces nécessitent des outils utiles pour surveiller la propagation virale et comprendre comment le système immunitaire réagit au virus.
Publié dans le numéro du 16 mars 2020 de Hôte, cellule et microbe, une équipe de chercheurs de l'Institut La Jolla d'immunologie, en collaboration avec des chercheurs de l'Institut J. Craig Venter, fournit la première analyse de cibles potentielles pour des réponses immunitaires efficaces contre le nouveau coronavirus. Les chercheurs ont utilisé les données existantes de coronavirus connus pour prédire quelles parties du SRAS-CoV-2 sont capables d'activer le système immunitaire humain.
Lorsque le système immunitaire rencontre une bactérie ou un virus, il met à zéro de minuscules caractéristiques moléculaires, appelées épitopes, qui permettent aux cellules du système immunitaire de distinguer les envahisseurs étrangers étroitement liés et de concentrer leur attaque. Il est essentiel d'avoir une carte complète des épitopes viraux et de leur immunogénicité pour les chercheurs qui tentent de concevoir des vaccins nouveaux ou améliorés pour se protéger contre le COVID-19, la maladie causée par le SRAS-CoV-2.
« Pour le moment, nous avons peu d'informations sur les éléments du virus qui provoquent une réponse humaine solide », explique l'auteur principal de l'étude, Alessandro Sette, le Dr Biol.Sci, professeur au Center for Infectious Disease and Vaccine Research at LJI. « Connaître l'immunogénicité de certaines régions virales, ou en d'autres termes, à quelles parties du virus le système immunitaire réagit et avec quelle force, est d'une pertinence immédiate pour la conception de candidats vaccins prometteurs et leur évaluation. »
Bien que les scientifiques connaissent actuellement très peu la réponse du système immunitaire humain au SRAS-CoV-2, la réponse immunitaire à d'autres coronavirus a été étudiée et une quantité importante de données sur les épitopes est disponible.
Quatre autres coronavirus circulent actuellement dans la population humaine. Ils provoquent généralement des symptômes bénins et, ensemble, ils sont responsables d'environ un quart de tous les rhumes saisonniers. Mais toutes les quelques années, un nouveau coronavirus émerge qui provoque une maladie grave comme ce fut le cas avec le SRAS-CoV en 2003 et le MERS-CoV en 2008, et maintenant le SARS-CoV-2.
Le SARS-CoV-2 est le plus étroitement lié au SARS-CoV, qui se trouve également être le coronavirus le mieux caractérisé en termes d'épitopes. «
Alba Grifoni, Ph.D, premier auteur, chercheur postdoctoral au laboratoire Sette
Pour leur étude, les auteurs ont utilisé les données disponibles de la base de données LJI Immune Epitope Database (IEDB), qui contient plus de 600 000 épitopes connus de quelque 3 600 espèces différentes, et la Virus Pathogen Resource (ViPR), un référentiel complémentaire d'informations sur les virus pathogènes . L'équipe a compilé des épitopes connus du SARS-CoV et cartographié les régions correspondantes au SARS-CoV-2.
« Nous avons pu cartographier 10 épitopes de cellules B au nouveau coronavirus et, en raison de la similitude globale des séquences entre le SRAS-CoV et le SRAS-CoV-2, il est fort probable que les mêmes régions qui sont immunodominantes dans le SRAS-CoV sont également dominants dans le cas du SRAS-CoV-2 », explique Grifoni.
Cinq de ces régions ont été trouvées dans la glycoprotéine de pointe, qui forme la «couronne» à la surface du virus qui a donné son nom aux coronavirus; deux dans la protéine membranaire, qui est incorporée dans la membrane qui enveloppe la coquille protéique protectrice autour du génome viral et trois dans la nucléoprotéine, qui forme la coquille.
Dans une analyse similaire, les épitopes de cellules T étaient également principalement associés à la glycoprotéine et à la nucléoprotéine de pointe.
Dans une approche complètement différente, Grifoni a utilisé l'algorithme de prédiction des épitopes hébergé par l'IEDB pour prédire les épitopes des cellules B linéaires. Une étude récente menée par des scientifiques de l'Université du Texas à Austin a déterminé la structure tridimensionnelle des protéines de pointe, ce qui a permis à l'équipe LJI de prendre en compte l'architecture spatiale de la protéine lors de la prévision des épitopes. Cette approche a confirmé deux des régions d'épitopes probables qu'ils avaient prédites plus tôt.
Pour justifier les épitopes des cellules T du SRAS-CoV-2 identifiés en fonction de leur homologie avec le SRAS-CoV, Grifoni les a comparés avec les épitopes identifiés par la ressource Tepitool dans l'IEDB. En utilisant cette approche, elle a pu vérifier 12 des 17 épitopes de cellules T SARS-CoV-2 identifiés sur la base de similitudes de séquences avec SARS-CoV.
«Le fait que nous ayons constaté que de nombreux épitopes de cellules B et T sont hautement conservés entre SARS-CoV et SARS-CoV-2 fournit un excellent point de départ pour le développement de vaccins», explique Sette. « Les stratégies vaccinales qui ciblent spécifiquement ces régions pourraient générer une immunité non seulement croisée mais également relativement résistante à l'évolution continue du virus. »
La source:
Institut d'immunologie de La Jolla
Référence de la revue:
Grifoni, A., et al. (2020) Une homologie de séquence et une approche bioinformatique peuvent prédire les cibles des candidats pour les réponses immunitaires au SRAS-CoV-2. Cellule, hôte et microbe. doi.org/10.1016/j.chom.2020.03.002.
