Dans un article récent publié dans le Science Immunology Journal, les chercheurs ont sondé la liaison des anticorps contre les sept coronavirus humains (hCoV) et 49 coronavirus animaux (aCoV) représentés par 12 924 peptides dans une bibliothèque de séquençage par immunoprécipitation des phages (PhIP).
L’étude a utilisé des virus hébergés dans plusieurs hôtes, notamment des chauves-souris, des rongeurs, des oiseaux, des ratons laveurs, des pangolins, etc., susceptibles de se propager aux humains.
Étude: Les anticorps à réaction croisée contre les coronavirus humains et le coronavirome animal suggèrent des diagnostics pour les futurs débordements zoonotiques. Crédit d’image : CoronaBorealisStudio/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Les tests sérologiques sont basés sur les réponses anticorps contre les agents pathogènes, y compris les CoV hautement pathogènes, par exemple le SRAS-CoV et le syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS)-CoV.
Ainsi, contrairement aux tests basés sur les acides nucléiques, les tests sérologiques permettent d’évaluer l’exposition passée à un agent pathogène, révélant ainsi la contribution des cas asymptomatiques.
Ces informations sont inestimables pour comprendre l’exposition à l’échelle de la population à un virus à potentiel pandémique. Cependant, la réactivité croisée des anticorps avec des antigènes similaires perturbe la précision des tests sérologiques.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont développé une bibliothèque d’oligos synthétiques où ils ont présenté des antigènes peptidiques de sept hCoV et 49 aCoV sur des pages (total de 12 924) et l’ont appliqué à 269 échantillons de sérum de patients récupérés de COVID-19 et 260 individus non exposés pour tester l’immunoglobuline Liaison d’anticorps G (IgG) contre cette banque de CoV. Plus précisément, 20 % et 80 % des peptides représentaient des antigènes aCoV et CoV.
Les longueurs d’oligo utilisées dans PhIP-Seq fournissent une couche unique d’informations impossible à obtenir en travaillant avec des antigènes de pleine longueur ou des domaines isolés. Compte tenu de la haute résolution de l’approche peptidique, nous identifions les régions liées exactes révélant des motifs cruciaux responsables des réactivités croisées.
Nous avons également démontré que PhIP-Seq peut représenter une méthode puissante pour identifier les cibles des mAb humains recombinants, y compris la reconnaissance à réaction croisée de peptides similaires.
De plus, ils comprenaient des variantes du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) déposées dans la base de données du National Center for Biotechnology Information (NCBI) à la mi-avril 2020.
Après interaction antigène-anticorps, ils ont effectué un séquençage par immunoprécipitation des phages (PhIP) pour préparer les échantillons au séquençage de l’acide désoxyribonucléique (ADN) et identifier les antigènes liés en parallèle. L’équipe a collecté 260 échantillons de sérum pré-pandémiques entre 2013 et 2016. De même, ils ont utilisé des répertoires d’anticorps de convalescence COVID-19 collectés en avril et mai 2020 pour des études comparatives.
Résultats
Les auteurs ont observé que la réactivité croisée des anticorps déclenchée par l’infection par le SRAS-CoV-2 et d’autres hCoV s’étendait aux aCoV hébergeant à l’intérieur de divers animaux, c’est-à-dire leurs hôtes naturels, tels que les rongeurs, les visons, les porcins, les oiseaux et les bovins. Ainsi, PhIP-Seq semble être une excellente stratégie pour capturer les réponses d’anticorps à réaction croisée à une résolution épitopique.
La cohorte COVID-19 de l’étude comptait des patients présentant des symptômes légers qui n’avaient pas besoin d’hospitalisation. Cependant, si cette cohorte avait des patients présentant des symptômes graves, l’étude a utilisé une bibliothèque d’antigènes aCoV qui pourrait aider à comparer les profils d’anticorps des patients atteints de COVID-19 légers et graves par rapport aux hCoV saisonniers. Ces informations pourraient nous renseigner sur les effets protecteurs de la réactivité croisée.
De nombreuses études ont montré que l’élimination du SRAS-CoV était corrélée à la phagocytose dépendante des anticorps des macrophages alvéolaires, suggérant ainsi que les anticorps à réaction croisée qui ne ciblent pas le domaine de liaison au récepteur (RBD) des CoV pourraient conférer une protection par une activité non neutralisante .
À l’inverse, des anticorps à réaction croisée préexistants pourraient former des complexes immuns qui pourraient entraîner une hyperactivation du système immunitaire. Cependant, les traitements par transfert de plasma des patients COVID-19 ont montré que ce phénomène est insignifiant pour le SARS-CoV-2.
Les auteurs ont cloné deux anticorps largement réactifs à partir de cellules mémoire rares portant plus d’hypermutations somatiques (SHM) que les anticorps neutralisants décrits précédemment, ce qui soulève la possibilité que ces anticorps monoclonaux (mAb) étaient préexistants (avant l’exposition au SRAS-CoV-2).
En raison de leur back-booster, les anticorps à réaction croisée ont affecté la gravité de la maladie. Cependant, les cellules mémoire préexistantes spécifiques à l’aCoV avec un potentiel de réaction croisée ont fourni plus de protection contre le SRAS-CoV-2 lors d’une réexposition. Néanmoins, ces hypothèses demandent à être approfondies.
Davantage d’infections et de vaccinations par le SRAS-CoV-2 pourraient affecter les tests sérologiques pour les futurs événements de transmission d’aCoV. Cependant, sur une note positive, si les différences entre une nouvelle souche de CoV étaient suffisamment importantes pour neutraliser l’immunité existante et favoriser la propagation d’une nouvelle pandémie, cela devrait également permettre la discrimination contre les CoV existants avec l’approche proposée de la bibliothèque d’antigènes.
Curieusement, les antigènes des aCoV et de tous les hCoV (même après exclusion des antigènes du SRAS-CoV-2) ont permis de distinguer les convalescents COVID-19 des individus non exposés au SRAS-CoV-2 avec une précision comparable à celle de la bibliothèque complète d’antigènes, permettant ainsi un diagnostic précis du Zoonose SRAS-CoV-2.
La méthode utilisée dans cette étude a montré le potentiel de distinguer les individus exposés au SRAS-CoV-2 et non exposés sans utiliser d’antigènes du CoV causal. À l’avenir, cela pourrait aider à l’évaluation sérologique des futurs débordements d’aCoV chez l’homme.
Cependant, cela nécessite une mise à jour régulière des bibliothèques d’antigènes représentant les informations génétiques des aCoV émergents. Une stratégie réalisable nécessiterait la préparation d’une telle bibliothèque chaque année à l’automne de l’hémisphère nord pour contrer les hivers lorsque les taux de transmission de nouveaux débordements potentiels sont les plus élevés.
Plus important encore, les bibliothèques aCoV régulièrement mises à jour sont très précises, ont une flexibilité exceptionnelle pour l’automatisation robotique et un faible coût pour traiter les bibliothèques à affichage de phage.
Dans le cas malheureux de l’avènement d’un futur virus à potentiel pandémique, les chercheurs pourraient omettre l’étape de détection et de séquençage du nouveau hCoV pour générer des antigènes pour les tests ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay).
Au lieu de cela, ils pourraient utiliser de grandes quantités de bibliothèques de phages coronaviromes similaires à celle utilisée dans cette étude et les utiliser comme un outil facilement disponible au cas où des tests sérologiques seraient nécessaires pour un futur événement de débordement. Les auteurs ont également souligné que la surveillance continue du coronavirome animal en tant que source de CoV est cruciale.
conclusion
Étant donné que des mAb uniques pourraient médier et étendre la réactivité croisée des anticorps sériques humains aux aCoV, une méthode utilisant cette réactivité croisée prononcée pourrait avoir d’immenses applications diagnostiques.
Ainsi, ils pourraient constituer une excellente aide aux tests sérologiques, en particulier pendant les premières phases des futures pandémies en raison de la propagation des aCoV chez l’homme.
