À la lumière des taux choquants de morbidité et de mortalité provoqués par la pandémie de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), des vaccins ont été développés et déployés dans un laps de temps étonnamment court. Alors que la plupart des mesures de l’efficacité du vaccin dépendent de la neutralisation du virus par les anticorps, une nouvelle étude met en valeur la puissance d’un virus adéno-associé-6 (AAV6) ou AAV9 codant une protéine de pointe modifiée pour générer une immunité cellulaire afin de produire une protection à long terme .
Sommaire
Contexte
La protéine de pointe du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) est un homotrimère qui médie la liaison de haute affinité au récepteur lié à la membrane de la cellule hôte, l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2). Plus de 90 % des anticorps neutralisants sont induits par des antigènes dans le domaine de liaison au récepteur (RBD) sur la sous-unité S1 de la pointe.
Nouvelle recherche, disponible en préimpression sur le bioRxiv* serveur, s’est concentré sur le rôle joué par l’immunité des cellules T, en particulier les cellules T cytotoxiques CD8+, dans la prévention de l’infection mortelle par le SRAS-CoV-2 chez des souris infusées avec des cellules dendritiques présentatrices d’antigènes chargées de peptides.
Les virus adéno-associés (AAV) sont des virus non pathogènes non réplicatifs couramment utilisés pour vecteurer des gènes dans des cellules vivantes. Ils ont été approuvés aux États-Unis et en Europe pour l’administration de gènes dans les maladies génétiques humaines. Cependant, leurs génomes entiers ont une longueur d’environ 4 800 bases et ne peuvent donc être utilisés que pour la livraison de génomes synthétiques de moins de cette taille.
L’expérience actuelle
La souche Wuhan de la protéine de pointe SARS-CoV-2 a été conçue pour inclure un gène promoteur qui permet l’expression génique constitutive. Les chercheurs ont utilisé deux de ces transgènes sans le domaine N-terminal (noté ΔNTD), à savoir M8 et M8B. Les deux ont huit sites mutationnels, dont un seul, en position 614, est différent dans les deux transgènes.
Cela a été inclus pour explorer le rôle de cet épitope, qui est conservé dans des variantes et a été décrit comme étant impliqué dans l’amélioration dépendante des anticorps avec le SRAS-CoV et une transmissibilité plus élevée avec le SARS-CoV-2.
D’autres mutations comprennent l’insertion de proline stabilisante et des mutations au niveau des sites de la furine et de la protéase S2.
Les transgènes induisent une réponse des lymphocytes T
Huit souris ont reçu le vaccin M8B par voie intramusculaire et évaluées chaque semaine, par groupes de deux, par immunohistochimie. Le transgène a été exprimé à des niveaux élevés dans les cellules musculaires squelettiques sept jours après la vaccination. À 21 jours, la zone était densément infiltrée de cellules mononucléées, principalement des macrophages et des cellules T cytotoxiques CD8+.
Cela indique la réponse immunitaire cellulaire à l’expression du transgène dans les fibres musculaires. Des cellules musculaires en régénération se trouvent également à proximité de ces cellules immunitaires, indiquant que ces fibres musculaires transduites sont éliminées par les cellules infiltrantes. L’infiltrat a semblé être spécifiquement induit par le transgène de pointe puisqu’un vecteur AAV9 non immunogène n’a pas provoqué d’infiltration de macrophages ou de cellules T cytotoxiques.
Les réponses des lymphocytes T ont été enregistrées par des tests de stimulation ex vivo utilisant des pools de peptides contenant des fragments des sous-unités S1 et S2 de la pointe. De nombreuses cellules sécrétant l’interféron gamma (IFNγ) ont été trouvées, typiques d’une réaction immunitaire robuste de type 1, suite à l’utilisation d’AAV9 ou d’AAV6 codant pour M8 ou M8B.
Réponse protectrice contre l’infection
En utilisant des souris transgéniques qui expriment le récepteur ACE2 humain, les scientifiques ont découvert qu’après la vaccination avec ces vecteurs porteurs de transgènes, une réponse T helper de type 1 (Th1) a été trouvée dans les lymphocytes de la rate en réponse à la stimulation du pool peptidique de pointe. Les cytokines Th2 n’étaient pas significativement augmentées, à l’exception de l’IL-10, qui était sécrétée par quelques-uns.
Ainsi, la réponse immunitaire cellulaire à la protéine de pointe était biaisée vers une réponse Th1, malgré les mutations dans la variante alpha de la protéine de pointe.
Protection contre la pneumonie
Les souris vaccinées se sont également avérées protégées contre les symptômes de COVID-19 sévère, tandis que 100 % des témoins répondaient aux critères d’euthanasie en développant de telles caractéristiques sept jours après la vaccination.
Au cours de cette période, les tests ont montré que les souris immunisées maintenaient un poids stable, un bon état cardio-pulmonaire et des performances respiratoires intactes. Dans tous les cas, les animaux témoins ont subi une détérioration. L’histologie a montré que ce dernier avait une pneumonie interstitielle macroscopique avec effondrement de l’espace alvéolaire.
La charge virale en acide ribonucléique (ARN) a été réduite de 2,9 à 4,3 fois avec les différents vaccins par rapport au groupe témoin, corroborant les résultats cliniques.
Immunité cellulaire vs humorale
Malgré l’absence d’anticorps neutralisants, les souris étaient hautement protégées contre les infections et les modifications pulmonaires. Un rappel après cinq semaines n’a toujours pas produit d’immunité humorale lorsqu’il a été évalué à trois semaines de la deuxième dose. À la fin de l’expérience, les anticorps neutralisants étaient plus élevés dans le groupe vacciné provoqué par rapport à la cohorte vaccinée non provoquée et au groupe non vacciné provoqué.
Ainsi, ces cellules T CD4+ amorcées stimulent la production d’anticorps neutralisants, à la fois en termes d’amplitude et de vitesse de réponse, après l’infection. Les titres d’immunoglobuline G (IgG) au RBD chez les souris vaccinées provoquées étaient approximativement 7 fois et 14 fois supérieurs à ceux des souris vaccinées non provoquées, avec les groupes AAV6-M8B et AAV9-M8B, respectivement.
Les chercheurs écrivent :
Ensemble, ces études sérologiques révèlent que la vaccination AAV-M8/M8B à elle seule produit une réponse immunitaire humorale très légère sans composant d’anticorps neutralisant détectable ; cependant, lors de l’infection, les souris vaccinées répondent avec une réponse humorale accélérée. «
Durée de vie
Les vaccins ont été conservés cryogéniquement et utilisés pour vacciner des souris. Ce flacon a ensuite été conservé pendant quatre mois à 4oC puis utilisé pour vacciner un autre groupe de souris. Les deux ont ensuite été confrontés au virus environ deux semaines plus tard.
Même à 4,5 mois d’une dose de vaccin unique, les souris étaient protégées contre l’infection et le vaccin est resté stable après congélation et réfrigération à long terme.
Une étude sur les macaques a confirmé ces résultats avec une dose de vaccination.
Quelle est la conclusion ?
Les scientifiques ont conclu que ce vaccin candidat permettait à des souris vaccinées de survivre à un défi mortel SARS-CoV-2. Deuxièmement, une protection des cellules T à la fois immédiate et durable contre l’infection par ce virus, malgré une absence remarquable d’anticorps neutralisants, a été démontrée chez la souris. Troisièmement, inattendu, cette réponse cellulaire a accéléré la maturation d’affinité des anticorps neutralisants contre le mutant RBD quel que soit le variant SARS-CoV-2 auquel l’hôte est initialement exposé.
Cela pourrait contourner l’empreinte antigénique sur les épitopes RBD de la lignée Wuhan causée par les vaccins de première génération. Les épitopes des cellules T couvrent une gamme d’épitopes sur la séquence de la protéine de pointe, contrairement aux cellules B qui se concentrent sur une gamme étroite d’épitopes conformationnels qui sont ciblés par la plupart des individus pour une neutralisation réussie.
Ainsi, la force et la durabilité de l’immunité des lymphocytes T induite par le vaccin ont des implications importantes pour l’évolution future de la pandémie de COVID-19 alors que l’immunité collective contre la variante originale s’intensifie et que la pression sélective s’accumule pour les variantes du SRAS-CoV-2 capables d’échapper à la neutralisation humorale. immunité par mutations dans le RBD», écrivent l’équipe.
*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, orienter la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.
