Réponse des anticorps humains au SRAS-CoV-2

Alors que la pandémie COVID-19 commence à montrer des signes de résurgence à plusieurs endroits, il est évident que le seul moyen de sortir des verrouillages continus, de la distanciation sociale et des problèmes économiques qui l'accompagnent est de développer un vaccin efficace. Une nouvelle étude publiée sur le serveur de pré-impression medRxiv * en août 2020, rend compte de la réponse des anticorps humains dans l'infection par le coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère, qui est essentielle pour développer des vaccins et gérer la pandémie, ainsi que pour concevoir et exécuter des tests sérologiques et interpréter leurs résultats.

Anticorps attaquant le virus SARS-CoV-2. Crédit d'illustration: Kateryna Kon / Shutterstock

Anticorps Vs. Immunité protectrice

La plupart des études qui visent à prédire la pandémie reposent sur la présence d'individus immunisés, en supposant que l'infection naturelle entraîne une immunité protectrice. De nombreuses mesures cliniques, ainsi que des politiques de santé planifiées et présentes ciblant la pandémie, opèrent sur cette hypothèse, comme les fameux «  passeports d'immunité '' ou les certifications d'immunité qui permettent au porteur de se déplacer librement car il possède des anticorps contre le virus, ou l'utilisation de plasma de convalescence pour traiter les patients COVID-19, voire de simples études épidémiologiques et études de prévalence, ainsi que la surveillance du COVID-19 basée sur la sérologie.

La connaissance de la réponse immunitaire humaine au virus détermine même comment les gens réagiront à un vaccin, une fois qu'il sera disponible, et comment le vaccin doit être priorisé. Des recherches antérieures sur d'autres coronavirus montrent que l'infection provoque une immunité partielle et à court terme, dans la plupart des cas. Pourtant, le SRAS-CoV a suscité une immunité robuste et durable avec des anticorps neutralisants détectables même 17 ans après l'infection.

Des études des premiers jours de la pandémie montrent que le SRAS-CoV-2 induit une réponse anticorps plus transitoire, principalement dirigée contre les protéines de la nucléocapside (N) ou du pic (S). Il semble également que des anticorps dirigés contre différents antigènes puissent apparaître à différents moments, durer des périodes variables et avoir des capacités de neutralisation différentes. Ainsi, il semblerait que la protection de la population générale contre la réinfection diminue avec le temps, assez rapidement, mais moins si l'infection initiale était sévère.

L'étude actuelle se concentre sur la compréhension de la dynamique et du rôle des anticorps neutralisants (nAbs) dans COVID-19, ainsi que de leur mécanisme d'action, du titre requis pour la protection et des antigènes spécifiques qu'ils ciblent dans un tel scénario.

Aperçu des études incluses

L'article passe en revue 150 études, dont 108 relatives à la réponse des anticorps et 70 à l'immunité protectrice. La plupart des études ont été menées chez des patients atteints d'une maladie grave hospitalisés. Seules 11 études se sont concentrées sur les infections asymptomatiques, et seulement 5 d'entre elles ont évalué le développement d'une immunité protectrice dans ce groupe.

Calendrier de l'immunité humorale dans le COVID-19

Les chercheurs ont découvert que la plupart des personnes participant à ces études ont développé des anticorps spécifiques dans la phase aiguë de la maladie; dans de nombreux cas, jusqu'à 100% des patients. Le taux de détection des anticorps dépendait du moment du test, du type de patient, du test sérologique utilisé et des antigènes cibles. Cependant, alors que les études ont enregistré le temps nécessaire à la séroconversion, le temps écoulé entre l'apparition des symptômes ou le premier test de réaction en chaîne par polymérase (PCR) positif n'était pas toujours disponible. Les antigènes cibles n'étaient pas non plus toujours clairs. Cela a limité la capacité de retracer le développement d'anticorps contre des protéines virales spécifiques.

De nombreux chercheurs ont signalé une séroconversion en termes de développement d'anticorps combinés ou totaux, à savoir, IgG, IgM et IgA. Le présent article présente le temps moyen ou médian de développement des IgG de 12 à 15 jours à partir du premier symptôme, bien que la dernière détection ait eu lieu à 73 jours. Pour les IgM, il était de 4 à 14 jours et pour les IgA, bien que seules quelques études soient disponibles, il était de 4 à 24 jours.

Modèle de développement d'anticorps

La plupart des études ont rapporté que l'anticorps détecté le plus tôt était l'IgM, comme prévu, suivi de l'IgG. Pourtant, l'un a enregistré le modèle IgA / IgM simultanément, puis IgG, tandis qu'un autre a montré que l'IgG était le premier détecté, puis l'IgM. Une étude chez des singes verts africains rapporte que les IgM et les IgG se sont développées simultanément. Le problème ici peut être lié, suggèrent les chercheurs, à des dosages variables, dans différentes espèces, et au manque de standardisation.

Changements des anticorps avec le temps

Les chercheurs ont découvert que les anticorps IgG suivaient une trajectoire de pic, de plateau et de persistance, le pic étant différemment signalé comme se produisant 3 à 7 semaines après le premier symptôme. Le plateau n'est pas bien décrit, mais le déclin se produirait à partir des huit semaines suivant l'apparition des symptômes. Cependant, une étude a montré que les IgG sont détectables à 12 semaines, qui est la période de suivi disponible la plus longue. Les dates de détection ont donc été définies par la période d'étude plutôt que par l'absence de titres d'anticorps détectables.

Les IgM ont d'abord atteint un pic à 2-5 semaines, puis ont chuté avec le temps pour devenir indétectables au bout de 6 semaines. L'IgA culmine à 16-22 jours après le premier symptôme, mais ces études sont peu nombreuses.

Facteurs qui influencent la réponse aux anticorps

Les chercheurs ont trouvé difficile de tracer un lien entre le phénotype de la maladie et la réponse des anticorps en raison d'une incohérence significative dans les méthodes d'étude, les contrôles et la conception de l'étude. La réponse des anticorps semblait indépendante de l'âge, du sexe, de l'origine ethnique et d'autres facteurs démographiques dans la plupart des études, ou globalement peu concluante.

Anticorps protecteurs

L'étude montre également que la plupart des individus ont séroconverti, démontrant des anticorps neutralisants contre le SRAS-CoV-2, mais une proportion significative bien que la faible proportion de sujets avait de faibles titres de nAbs. Deux études de haute qualité montrent que la grande majorité des participants avaient des nAbs, mais que le titre était inférieur à 1:80 chez 25% d'entre eux, et dans une autre étude, près de 80% d'un échantillon de patients atteints de COVID-19 légers avaient un faible titres.

Le domaine de liaison au récepteur (RBD) a suscité des anticorps puissants dans tous les cas, indiquant sa capacité à susciter des nAb spécifiques même si la capacité totale de neutralisation du plasma est faible. De tels anticorps ont été détectés au bout de 7 à 15 jours, ont atteint un pic au cours des jours 14 à 22, puis ont diminué au cours des 6 semaines suivantes environ. Étant donné que la plupart des recherches actuellement disponibles sont de qualité moyenne, les chercheurs suggèrent la nécessité de meilleures études pour comprendre pourquoi les nAbs diminuent avec le temps et pour évaluer leur occurrence dans les voies respiratoires supérieures, dont aucune étude n'a encore été faite.

Facteurs qui déterminent la production de NAb

Les chercheurs ont également découvert que la gravité de la maladie était la clé du développement du nAb, les individus asymptomatiques étant beaucoup moins susceptibles de développer de telles réponses. La présence d'IgG spécifiques à la protéine virale S ou à la RBD était positivement liée à une capacité de neutralisation plus élevée. Il a été démontré que ce dernier était en corrélation avec le blocage du récepteur viral ACE2 sur la cellule hôte. Les cellules mémoire B ont été induites avec une expansion clonale des cellules B chez les patients hospitalisés, principalement dans les cellules B naïves, avec une corrélation claire avec la gravité de la maladie.

Les IgG anti-N sont également significativement liées à une charge virale et une mortalité plus faibles. Ces études de haute qualité semblent montrer que l'ARN viral reste détectable chez les patients rétablis, bien qu'à de faibles niveaux, jusqu'à 50 jours à compter de la détection la plus précoce.

Réinfection après la récupération

Seules quelques études animales ont suivi une réexposition au virus. La plupart ont montré que les animaux étaient protégés dans une certaine mesure contre la réinfection, avec des titres viraux plus faibles et des symptômes plus légers.

Après le transfert d'anticorps antiviraux, dans deux études, une puissance plus élevée des nAbs était associée à un titre viral et des symptômes plus faibles, mais après le transfert d'anticorps moins puissants, seule une neutralisation partielle s'est produite.

Implications

Les chercheurs résument leurs découvertes, « Bien que le nAb puisse être détectable, des études de haute qualité suggèrent que les titres sont généralement faibles et que la réponse est de courte durée. »

Une lacune massive en immunologie a été découverte, étant le manque de preuves sur la réponse immunitaire au COVID-19. De nombreuses données sont soit incohérentes, soit peu fiables, et il n'y a pas d'hypothèses validées sur l'association avec des données démographiques ou des maladies coexistantes. Cependant, le titre nAb est plus élevé chez les hommes, même si les hommes souffrent généralement de pires résultats.

La qualité moyenne de la plupart des recherches limite l'exactitude des résultats. Cependant, les chercheurs tirent deux conclusions qui pourraient façonner la politique future. Premièrement, sans une solide connaissance de l'immunologie virale, il sera difficile de définir ce qu'est un test séropositif normal et acceptable. Deuxièmement, au niveau de la population, une sérologie validée sera difficile à réaliser pour maintenir le contrôle et la surveillance de la propagation virale à moins qu'elle ne soit pré-assignée.

Le chercheur souligne: «En ce qui concerne le contrôle, les preuves ici d'une immunité protectrice durable, ou de son absence, peuvent suggérer qu'il est trop tôt pour recommander l'utilisation de «passeports d'immunité». Au lieu de cela, ils ont proposé une batterie d'autres moyens de comprendre comment l'anticorps, la cellule hôte et le virus interagissent, et à quoi pourrait ressembler une future stratégie de vaccination.

*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.