Les scientifiques de l’Institut d’immunologie de La Jolla (LJI) ont trouvé des preuves directes que l’exposition aux coronavirus du rhume peut entraîner les cellules T à combattre le SRAS-CoV-2. En fait, une exposition préalable à un coronavirus du rhume semble protéger partiellement les souris des lésions pulmonaires lors d’une infection ultérieure par le SRAS-CoV-2.
La nouvelle recherche, publiée récemment dans Communications naturelles, fournit un premier aperçu important de la manière dont les cellules T « à réaction croisée » – qui peuvent combattre plusieurs virus de la même famille – se développent dans un modèle animal. « Nous apprenons comment ces cellules immunitaires se développent et fonctionnent », déclare Annie Elong Ngono, Ph.D., co-responsable de l’étude, instructrice de recherche LJI.
Le laboratoire Shresta travaille actuellement au développement de nouveaux vaccins spécialement conçus pour exploiter ces puissants lymphocytes T. Ces vaccins protégeraient contre le SRAS-CoV-2 et fourniraient une immunité contre plusieurs autres coronavirus à potentiel pandémique.
Notre recherche aidera les scientifiques à concevoir et à améliorer des vaccins « pan-coronavirus » qui suscitent des réponses larges et de protection croisée. »
Professeur Sujan Shresta, Ph.D. de LJI, responsable principal de l’étude et membre du Centre de LJI pour l’innovation vaccinale
Quelle est la puissance des lymphocytes T ?
Les lymphocytes T ont tendance à être des spécialistes. Ils apprennent à traquer des cibles moléculaires spécifiques, appelées épitopes, qui appartiennent à des agents pathogènes spécifiques. Les lymphocytes T « à réaction croisée » sont importants pour la santé humaine car ils reconnaissent des cibles épitopiques sur des agents pathogènes différents, mais étroitement liés, tels que différents membres de la famille des coronavirus. Cette famille virale comprend les coronavirus du rhume et des agents pathogènes graves tels que le SRAS-CoV-2.
La pandémie de COVID-19 a mis les lymphocytes T à réaction croisée sous les projecteurs. Début 2020, les professeurs Shane Crotty, Ph.D. et Alessandro Sette, Dr.Biol.Sci., du LJI, ont découvert que de nombreuses personnes, qui n’avaient jamais été exposées au SRAS-CoV-2, avaient déjà des cellules T qui reconnaissaient Le coronavirus nouveau. Comment ces cellules T savaient-elles quoi rechercher ?
Le SRAS-CoV-2 n’est apparu qu’en 2019, mais de nombreuses personnes avaient contracté des coronavirus du rhume bien avant cette date. Les scientifiques du LJI ont montré que les cellules T à réaction croisée pouvaient reconnaître des cibles sur les deux virus. Dans des études de suivi, les chercheurs ont même découvert une association entre les cellules T à réaction croisée et un risque plus faible de développer une forme grave du COVID-19.
Si les cellules T pouvaient apprendre à cibler les deux virus à la fois, les scientifiques pourraient peut-être concevoir un vaccin contre de nombreux types de coronavirus, y compris les nouvelles variantes du SRAS-CoV-2. C’était l’espoir, mais il restait encore beaucoup à apprendre.
« Pour concevoir de meilleurs vaccins, nous devons savoir exactement comment ces cellules T protectrices se développent et combien de temps dure cette fenêtre de protection », déclare Rúbens Alves, Ph.D., chercheur postdoctoral au LJI, qui a été le premier auteur de la nouvelle étude.
Le Shresta Lab s’efforce de répondre à ces questions. Les membres du laboratoire se spécialisent dans le développement de modèles de souris humanisés, ce qui leur permet d’étudier les maladies infectieuses et les réponses des cellules immunitaires pertinentes pour l’homme dans un environnement contrôlé.
Les lymphocytes T à réaction croisée à la rescousse
Pour la nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé des souches de souris capables de produire exactement la même variété de cellules T que celles trouvées chez l’homme. Les chercheurs ont infecté ces souris avec l’un des coronavirus du rhume les plus répandus, appelé OC43. Le SRAS-CoV-2 et l’OC43 sont tous deux des bêtacoronavirus.
Les scientifiques ont découvert que les souris infectées par OC43 produisaient des lymphocytes T « auxiliaires » CD4+ et des lymphocytes T « tueurs » CD8+ qui réagissaient de manière croisée avec le SRAS-CoV-2. Ces cellules ciblaient les mêmes épitopes que les cellules T collectées auprès d’humains exposés au SRAS-CoV-2.
Ensuite, les chercheurs ont développé un modèle d’infection séquentielle ; avec une infection par OC43 suivie par le SRAS-CoV-2 chez ces souris humanisées. Ils ont examiné si les cellules T à réaction croisée aidaient réellement à protéger les souris contre les formes graves de COVID-19.
Les lymphocytes T « auxiliaires » CD4+ à réaction croisée ont en effet aidé à contrecarrer l’assaut du virus sur le système respiratoire. Les souris ayant déjà été exposées à l’OC43 présentaient des niveaux plus faibles d’infection par le SRAS-CoV-2 dans leurs voies respiratoires et étaient moins susceptibles de développer une pneumonie et des lésions pulmonaires. Les cellules T à réaction croisée ont vraiment aidé à prévenir les maladies graves.
« L’expertise de notre laboratoire dans les modèles de souris nous a permis d’approfondir ce que suggèrent les études humaines », explique Elong Ngono.
Prochaines étapes pour la conception d’un vaccin
Le SRAS-CoV-2 n’est pas le premier coronavirus à provoquer une épidémie mortelle. Le SRAS, qui a provoqué une épidémie mortelle en 2003, était également un coronavirus. Le MERS aussi. Cette nouvelle étude est une étape importante dans la compréhension de la manière dont les lymphocytes T pourraient apprendre à reconnaître et à réagir simultanément avec de nombreux coronavirus, y compris les variantes émergentes du SRAS-CoV-2 et d’autres membres de la famille présentant un potentiel pandémique.
À l’avenir, l’équipe aimerait étudier comment l’exposition à d’autres types de coronavirus du rhume affecte les cellules T. Les lymphocytes T à réaction croisée continueront-ils à se développer ? Voudraient-ils rechercher les mêmes épitopes partagés ou des cibles différentes ?
« Nous disposons désormais du modèle murin pour étudier différents scénarios d’infection humaine, comme la situation courante dans laquelle une personne a été infectée plusieurs fois par différents coronavirus du rhume avant de rencontrer le SRAS-CoV-2 », explique Shresta. « Nous disposons même désormais d’un modèle pour caractériser différentes réponses des lymphocytes T humains pertinentes provoquées par le vaccin contre le SRAS-CoV-2 et déterminer la contribution de ces lymphocytes T à la protection induite par le vaccin. »
Shresta affirme que l’Institut est bien équipé pour aller de l’avant dans cette recherche sur la prévention des pandémies. Elle remercie le LJI d’avoir veillé à ce que les scientifiques du LJI disposent de la formation et des installations essentielles à la recherche sur les maladies infectieuses. Shresta souligne également que le soutien philanthropique a permis à l’Institut de construire un laboratoire de niveau 3 de biosécurité pour cette étude – et bien d’autres – critiques.
