Lorsque le Dr Stephen Smith du Seattle Children's Research Institute a souffert de douleurs musculaires, de troubles gastro-intestinaux et d'une perte soudaine d'odorat fin février, il a suspecté qu'il avait le COVID-19.
Les critères de test n'avaient pas encore été élargis pour inclure les personnes présentant les symptômes de Smith et il a donc fait ce que de nombreux scientifiques avec son expertise feraient: il a développé un moyen de se tester.
Les fruits de sa curiosité, maintenant publiés dans Le journal des maladies infectieuses, offrent un moyen fiable de quantifier si un individu possède des anticorps neutralisants qui pourraient empêcher le nouveau coronavirus d'infecter des cellules en utilisant une méthode plus largement applicable que celles actuellement disponibles.
Si vous pensez que vous avez eu COVID-19 et allez chez le médecin, il peut tester votre sang et vous dire si vous avez ou non des anticorps contre le COVID-19, mais cela ne vous dit pas si vos anticorps sont efficaces sur le plan fonctionnel. empêchant le virus de se lier aux cellules. Il existe actuellement des tests sur le marché qui peuvent vous le dire, mais ils sont coûteux et prennent beaucoup de temps à obtenir des résultats. Nous voulions développer un moyen de vous donner des informations supplémentaires sur votre statut immunitaire sans toutes les barrières qui rendent son utilisation difficile dans un cadre communautaire. «
Dr Stephen Smith, Institut de recherche pour enfants de Seattle
Le diagnostic nouvellement développé pourrait avoir une gamme d'applications commerciales potentielles allant des tests dans une large communauté à l'évaluation des réponses vaccinales et au dépistage des plasmas de convalescence qui ont des niveaux particulièrement élevés d'anticorps neutralisants comme traitement potentiel.
Le test sans cellule examine les interactions protéiques
Le nouveau coronavirus pénètre dans les cellules lorsque la protéine de pointe virale se lie à la protéine ACE2 à la surface des cellules humaines. On pense que les anticorps neutralisants qui bloquent cette liaison contribuent à l'immunité au virus chez les personnes qui se rétablissent du COVID-19.
Smith a appliqué une technique appelée immunoprécipitation détectée par cytométrie en flux (IP-FCM) pour étudier les interactions entre les protéines et rechercher des preuves que les anticorps inhibaient l'interaction et empêchaient le virus de se lier aux cellules.
Au lieu de s'appuyer sur des cellules vivantes et des virus comme d'autres tests sanguins disponibles, IP-FCM utilise des protéines et des instruments recombinants – ou fabriqués en laboratoire – couramment disponibles dans les laboratoires sérologiques commerciaux.
«D'autres tests qui donnent un aperçu de l'immunité fonctionnent en prélevant des anticorps dans votre sang et en les mélangeant avec un virus, puis en exposant ce mélange à des cellules vivantes.
Trois jours plus tard, ils peuvent déterminer l'immunité en fonction du fait que votre sang a empêché les virus d'infecter les cellules ou non « , a déclaré Smith. » Notre test sans cellule peut fournir les mêmes informations du jour au lendemain. «
La science collaborative lance une étude innovante
Smith fait partie d'un petit groupe de scientifiques américains qui ont été les pionniers de l'IP-FCM pour étudier les interactions entre les protéines.
Son laboratoire du Seattle Children's Center for Integrative Brain Research utilise IP-FCM pour découvrir de nouveaux traitements pour l'autisme en étudiant les plus de 100 variations génétiques connues pour contribuer à la maladie.
Pour appliquer son expertise à la pandémie actuelle, Smith a collaboré avec les Drs. Lisa Frenkel et Whitney Harrington du Center for Global Infectious Global Disease Research de l'institut de recherche qui suivent une cohorte communautaire d'employés de Seattle Children's qui n'ont jamais été hospitalisés et qui s'étaient rétablis d'un COVID-19 léger à modéré.
Les chercheurs espèrent qu'en suivant leur rétablissement et en prélevant des échantillons de sang au fil du temps dans le cadre de l'étude de la cohorte SARS2 récupérée des enfants de Seattle, ils pourront faire la lumière sur les réponses immunitaires au nouveau coronavirus.
Le financement en partie par le fonds de recherche COVID-19 pour enfants de Seattle a aidé Smith à concevoir et à lancer l'étude.
En utilisant IP-FCM, Smith a testé les échantillons sanguins de 24 participants de la cohorte. Le test a montré que 92% des participants avaient des anticorps contre le nouveau coronavirus en moyenne un peu plus d'un mois après l'infection. Les résultats ont été validés avec 30 échantillons témoins.
« Non seulement les participants avaient des anticorps, mais notre test a également montré que leurs anticorps étaient assez efficaces pour neutraliser la liaison entre la protéine de pointe et le récepteur de la cellule », a-t-il déclaré. « Cela concorde avec d'autres études issues de tests cellulaires montrant que les personnes qui contractent le COVID fabriquent des anticorps neutralisants. »
Fait intéressant, lorsque les chercheurs ont comparé les résultats des tests à d'autres données recueillies auprès de la cohorte, ils ont constaté que ceux qui faisaient de la fièvre avaient des niveaux plus élevés d'anticorps. L'équipe de recherche prévoit également de retester les échantillons pour voir comment les niveaux d'anticorps changent au fil du temps.
« Il sera très important de regarder les gens sur une période plus longue pour suivre leurs niveaux d'anticorps et savoir s'ils sont réinfectés ou non », a déclaré Smith. « Jusqu'à ce que nous réalisions ces études, nous ne savons vraiment pas comment ces mesures cliniques de neutralisation des anticorps sont liées à la sensibilité dans le monde réel. »
Identification de nouveaux candidats-médicaments pour COVID-19
En plus d'explorer les opportunités de commercialisation du diagnostic, Smith et son équipe utilisent maintenant le test pour cribler rapidement des milliers de médicaments approuvés qui pourraient potentiellement interférer avec la liaison entre ACE2 et la protéine de pointe.
Le directeur du laboratoire, Edward Gniffke, et le stagiaire d'été et de premier cycle de l'Université de Stanford, Kaleb Tsegay, ont aidé à exécuter le dépistage initial qui pourrait potentiellement identifier les médicaments capables de prévenir ou de traiter le COVID-19.
« Nous avons déjà des composés qui semblent inhiber, ce qui est assez excitant », a déclaré Smith. « Cet écran de première ligne nous aidera à identifier les agents les plus prometteurs pour d'autres tests. »
La source:
Référence du journal:
Gniffke, E. P., et al. (2020) Le plasma de patients récupérés de COVID-19 inhibe la liaison de la protéine de pointe à l'ACE2 dans un test d'inhibition à base de microsphères. Le journal des maladies infectieuses. doi.org/10.1093/infdis/jiaa508.
