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Alors que la pandémie de COVID-19 continue de menacer le monde d'une deuxième vague, même dans les zones qui avaient atteint le contrôle, les scientifiques travaillent avec frénésie pour comprendre comment l'hôte produit des anticorps contre le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2). Une compréhension complète de ce processus est nécessaire pour élaborer des mesures d'atténuation afin de réduire la gravité de l'épidémie. Maintenant, une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Université de New York et publiée sur le serveur de pré-impression bioRxiv * en août 2020 rapporte le type et l'intensité des anticorps anti-SRAS-CoV-2 chez les patients atteints de COVID-19 récupérés et les implications de ces résultats.
L'une des questions les plus importantes est de savoir si la réponse immunitaire à ce virus produit une protection durable contre la réinfection. Cela déterminera également l'utilité d'un vaccin.
La plupart des études reposent sur des tests d'anticorps pour distinguer les infectés des non-infectés dans une communauté. Cependant, ceux-ci peuvent fournir une image partielle de la séroprévalence grâce à un mode de réponse binaire à la question de savoir si une infection est survenue ou non. Ils n'aident pas à comprendre si les anticorps détectés sont neutralisants et empêchent la réinfection.
Étude: Des titres élevés d'isotypes d'anticorps multiples contre le domaine de liaison au récepteur de pointe du SRAS-CoV-2 et la nucléoprotéine s'associent à une meilleure neutralisation. Crédit d'image: Kateryna Kon / Shutterstock
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé du sérum de convalescence obtenu auprès de 101 travailleurs de la santé qui avaient été testés positifs pour le virus. Ils ont analysé les différentes classes d'anticorps ainsi que le pouvoir neutralisant du sérum à la fois sur le virus de type sauvage et sur un pseudovirus lentiviral.
Des virus pseudotypés ont été utilisés car ils ne sont pas pathogènes, contrairement au virus natif, et sont donc employés à une échelle beaucoup plus large dans la recherche. En revanche, ils présentent des différences par rapport au virus de type sauvage, comme le montre la variation de leur neutralisation par le sérum convalescent.
Ils ont examiné les isotypes distincts de l'immunoglobuline G (IgG), de l'immunoglobuline M (IgM) et de l'immunoglobuline A (IgA) pour le domaine de liaison au récepteur SARS-CoV-2 (RBD) sur sa glycoprotéine de pointe, ainsi que pour la nucléoprotéine. La dilution minimale à laquelle le sérum de convalescence fournissait une protection complète contre l'infection cellulaire par le virus, appelée concentration minimale inhibitrice (CMI), a été calculée pour chaque essai de neutralisation utilisant le virus. Lorsque le pseudovirus a été utilisé, les chercheurs ont utilisé un test de luciférase pour calculer la CI50 et la CI90.
Réponse d'anticorps neutralisant le SARS-CoV-2. Représentation schématique de la conception expérimentale.
Sommaire
Faible réponse neutralisante
L'étude montre que les essais de neutralisation utilisant ces deux systèmes sont positivement corrélés. Les chercheurs ont également découvert trois catégories de réponse anticorps:
- La plupart des individus, environ 75%, avaient une faible capacité d'anticorps neutralisants, mesurée par MIC et IC90, contre le virus de type sauvage et le pseudovirus.
- Environ 20% avaient une capacité de neutralisation intermédiaire contre les deux.
- Seulement 6% environ avaient une capacité de neutralisation élevée contre le virus de type sauvage, mais celle-ci était nulle lorsque la neutralisation du virus pseudotypé était considérée. Ainsi, il y avait une différence significative dans la proportion de neutralisants élevés trouvés en utilisant un virus pseudotypé.
Les chercheurs disent que sur cette base, la neutralisation des pseudovirus est une option efficace pour le virus naturel pour de tels tests, mais attention, «le virus SARS-CoV-2 authentique peut être mieux en mesure de détecter les sérums neutralisants puissants, ce qui a des implications pour la sélection des donneurs pour une thérapie d'immunisation passive. »
L'étude a utilisé des échantillons d'individus à des moments différents de l'apparition des symptômes, ce qui peut expliquer la différence de capacité de neutralisation. Cependant, aucun échéancier n'a pu être observé concernant ce groupe. C'est-à-dire qu'une capacité de neutralisation faible, élevée et intermédiaire a été trouvée à différents moments entre 32 et 57 jours.
Une découverte importante est qu'à ce moment-là, «la capacité sérique d'anticorps neutralisant le SRAS-CoV-2 est faible chez la plupart des individus rétablis.»
Réponse spécifique et multi-isotypique
Deuxièmement, les chercheurs ont examiné les isotypes contre deux antigènes viraux différents et la gamme des isotypes d'anticorps. Ils ont trouvé des titres élevés d'IgG, d'IgM et d'IgA contre les deux antigènes, correspondant à la capacité de neutralisation. Il est important de le savoir car de nombreuses fois, les anticorps sont surproduits en réponse à une ou quelques protéines virales, et si c'est le cas, l'utilisation d'un antigène autre que ceux-ci peut entraîner un titre d'anticorps faussement bas.
L'étude actuelle a montré une réponse uniforme des anticorps aux protéines de pointe et N, la corrélation la plus forte étant avec les IgG, suivies des IgA et des IgM. Cependant, la plupart des patients qui ont développé des IgA anti-RBD étaient négatifs pour les IgA anti-N, contrairement à l'accord IgG et IgM pour les protéines RBD et N. Cela signifierait que le test utilisé pour détecter les IgA à la protéine N, par rapport à la RBD, serait négatif dans de nombreux cas.
Là encore, l'étude n'a montré aucune relation entre le moment de l'apparition des symptômes et le titre de chaque isotype. De manière très intéressante, l'IgM a été détectée 50 jours après la date de l'infection.
Ainsi, ils concluent: «La réponse isotypique de l'anticorps au SRAS-CoV-2 peut être spécifique de l'antigène, avec l'IgA biaisée vers la RBD.
La neutralisation est corrélée à la réponse des anticorps RBD
Les chercheurs ont découvert que la capacité de neutralisation pouvait être prédite par les titres d'anticorps obtenus à partir d'essais ELISA. En comparant chaque titre d'anticorps ELISA avec la capacité de neutralisation du virus, le titre d'anticorps anti-RBD pour tous les isotypes présentait une forte corrélation avec la capacité de neutraliser le virus de type sauvage. Les IgG anti-N ont également montré une corrélation significative mais pas d'autres isotypes.
Cependant, la capacité de neutralisation des pseudovirus correspondait le mieux au titre d'IgG plutôt qu'aux autres isotypes. Pour les deux types de particules virales, la corrélation avec la capacité de neutralisation était plus faible pour les IgA et IgM anti-N que pour les IgG anti-N.
Les chercheurs postulent que cela peut être dû à un mauvais repliement du repliement de la RBD sous forme purifiée, dans le virus de type sauvage et dans le pseudovirus, amenant les isotypes d'anticorps à les reconnaître différemment. On pense généralement que les anticorps IgM signifient une infection récente, avec des titres en baisse au fil du temps lorsque la production d'anticorps passe aux IgG et IgA. Au lieu de cela, cela peut indiquer que tous les isotypes doivent être évalués pour comprendre la véritable chronologie de la réponse immunitaire dans cette infection.
Les chercheurs commentent: «Ces données suggèrent que les méthodes ELISA basées sur la RBD peuvent bénéficier de la détection d'isotypes supplémentaires, ce qui les rend mieux adaptées en tant que prédicteurs de la neutralisation des sérums.»
Un titre d'anticorps élevé multi-isotype indique une forte réponse neutralisante
Les chercheurs ont ensuite comparé les titres pour chaque isotype et chaque antigène, constatant que les sérums neutralisants les plus élevés avaient des titres d'isotype d'anticorps plus élevés contre les deux antigènes. Au sein de chaque échantillon de sérum, les isotypes ciblant la RBD concordaient mieux que ceux contre la protéine N.
Les chercheurs disent: «Le montage d'une réponse anticorps robuste, composée de divers isotypes, conduit à une neutralisation efficace pour tous les isotypes.»
Implications
Les chercheurs ont classé les patients en 21 groupes différents en fonction de la combinaison d'isotypes d'anticorps, de ceux qui étaient positifs pour les six à ceux qui étaient négatifs pour tous. Sur les 6 individus ayant des titres neutralisants élevés, quatre étaient positifs pour tous les isotypes contre les deux antigènes, tandis que deux avaient également une combinaison commune à des neutralisants moyens et faibles. En fait, un cluster qui est positif pour tous sauf les IgM anti-RBD a une faible capacité de neutralisation. Cela peut signifier que certaines combinaisons sont nécessaires pour que la neutralisation la plus élevée se produise.
Là encore, la plupart des individus étaient positifs pour les IgG et IgA contre la RBD et pour les IgG contre la protéine N, ce qui suggère que l'IgG seule peut ne pas suffire à une bonne neutralisation.
Les chercheurs pensent: «Il reste à élucider comment ces grappes sont générées et pourquoi certaines grappes provoquent une puissante neutralisation du SRAS-CoV-2, et d'autres non. Puisque nous utilisons une approche ciblée se concentrant sur seulement deux antigènes et épitopes spécifiques, il est possible qu'il existe d'autres anticorps anti-SARS-CoV-2 qui se lient aux particules virales et impactent la neutralisation.
Etant donné que la gravité de la maladie est bien connue pour être corrélée à la production d'anticorps, dans les neutralisants élevés, les isotypes multiples et le titre neutralisant élevé pourraient être dus à une maladie grave. En revanche, trois individus ne se sont pas séroconvertis, comme le montrent également certaines études antérieures. Peut-être qu'ils n'ont vraiment pas produit d'anticorps neutralisants, ou la réponse a diminué à des niveaux indétectables au moment de cette étude.
Des études de suivi sur des périodes plus longues commencent à montrer comment le titre d'anticorps est lié à la protection contre la réinfection. Une mise en garde importante est que les tests de neutralisation en laboratoire montrent exactement cela – mais ne traduisent pas nécessairement la capacité de protection des anticorps dans le cadre clinique.
Les chercheurs disent: «Des études détaillées surveillant les réinfections initiales et possibles ainsi que la réponse des anticorps sont essentielles pour comprendre l'immunité au SRAS-CoV-2.»
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique / les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
