Empreinte antigénique du sarbecovirus

La pandémie COVID-19 continue de causer des souffrances économiques et physiques dans le monde entier, alimentant la volonté de faire sortir un vaccin qui permettra de contrôler le virus. Une étude récente publiée sur le serveur de pré-impression bioRxiv* en octobre 2020 montre que la conception d’un vaccin contre le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) doit prendre en compte les antécédents d’exposition aux coronavirus car ceux-ci affectent la réponse anticorps au virus.

L’historique d’une exposition immunitaire antérieure a un impact sur la réponse actuelle

Des études antérieures ont montré que dans le cas de la grippe, un vaccin donné a une efficacité variable selon le sujet – que le vaccin antigrippal ait été administré auparavant ou des antécédents d’infection grippale naturelle. Dans ces deux scénarios, le facteur commun est l’exposition au virus de la grippe, qu’il s’agisse de la même souche ou d’une autre souche.

L’explication est qu’une exposition antérieure aux mêmes antigènes ou à des antigènes étroitement apparentés entraîne l’éveil de la mémoire immunologique lors d’une provocation ultérieure par un antigène similaire. La première exposition a déclenché des éléments immunitaires innés et adaptatifs pour éliminer l’antigène et activer des clones de cellules mémoire durables qui conservent sa mémoire. Cela module ensuite la réponse à la deuxième exposition – un phénomène est appelé empreinte antigénique.

Des résultats similaires ont été rapportés avec le virus de la dengue et le VIH. Le fait que plusieurs sarbécovirus zoonotiques ont le potentiel de provoquer de futures épidémies, ainsi que la prédiction largement rapportée selon laquelle le SRAS-CoV-2 pourrait devenir un coronavirus humain saisonnier, donne de l’urgence à la tâche de comprendre et de caractériser ce phénomène.

Tester différents scénarios d’immunisation

L’étude actuelle utilise un modèle murin, dans lequel deux souches de Sarbecovirus avec des antigènes différents ont été utilisées pour l’immunisation successivement – SARS-CoV et SARS-CoV-2. Ils ont administré deux de ces immunisations intrapéritonéales, ainsi que l’adjuvant Addavax, pour améliorer l’immunogénicité.

Quatre modèles ont été utilisés:

• Immunisation homologue anti-SRAS-CoV
• Hétérologue SARS-CoV-prime, 68 SARS-CoV-2-boost
• Prime-boost homologue SARS-CoV-2
• Hétérologue SARS-CoV-2-prime, SARS-CoV-boost

Les titres et les types d’anticorps ont été évalués au jour 14 après la dose de rappel. Comme prévu, la dose de rappel a produit une réponse anticorps plus élevée, à la fois de type liant et neutralisant, par rapport à la dose d’amorçage homologue. Cela démontre le rôle de la mémoire immunologique induite après la dose principale, qui a abouti à la génération d’anticorps neutralisant le virus après l’administration du rappel.

Une exposition répétée au même virus est la plus efficace

Une observation constante, quel que soit le protocole spécifique, était que des anticorps à réaction croisée contre le domaine de liaison au récepteur viral (RBD) étaient déclenchés dans les quatre scénarios. Cependant, les chercheurs ont également noté que les schémas homologues à dose initiale produisaient des réponses d’anticorps neutralisants beaucoup plus fortes après l’administration de la deuxième dose dans tous les cas. Ainsi, à la suite de l’amorçage SARS-CoV ou SARS-CoV-2, une augmentation de SARS-CoV ou SARS-CoV-2 a respectivement donné lieu à la réponse la plus robuste.

Avec un seul cycle d’immunisation, une réponse neutralisante détectable a été induite pour l’une ou l’autre des souches. Cependant, la souche de rappel n’a pas réussi à produire une telle réponse dans les régimes hétérologues.

Les auteurs illustrent cela, « Alors qu’un cycle d’immunisation contre le SRAS-CoV était suffisant pour déclencher une réponse de neutralisation détectable du SRAS-CoV, une réponse de neutralisation du SRAS-CoV était indétectable lorsque le SRAS-CoV était utilisé comme rappel hétérologue après l’amorçage avec le SARS-CoV-2. »

Réponse non neutralisante aux souches apparentées

Le récepteur hôte des deux virus est l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2). En règle générale, l’activité neutralisante est fonction de la capacité de l’anticorps à entrer en compétition avec ACE2 pour la liaison au virus. Ainsi, les chercheurs ont effectué des tests de liaison au plasma en utilisant le RBD et le RBD / ACE2 dans le complexe. Ils s’attendaient à ce que dans les échantillons contenant des anticorps ayant une plus grande capacité à entrer en compétition avec ACE2 pour la liaison du RBD, la réduction de la liaison au complexe RBD / ACE2 devrait être plus élevée que pour le RBD seul.

Les tests ont montré que pour la liaison SRAS-CoV RBD, le plasma des souris qui avaient reçu une dose d’amorçage de SARS-CoV montrait une plus grande compétition ACE2 que celui des souris qui étaient amorcées avec SARS-CoV-2. La liaison au SRAS-CoV-2 RBD a montré le même schéma, avec le plasma de souris provenant d’animaux qui ont été amorcés avec le SARS-CoV-2 montrant une compétition Ace2 plus forte que ceux qui ont été amorcés avec le SRAS-CoV.

Implications

Les chercheurs ont conclu: «Ces résultats indiquent que le rappel hétérologue induit principalement des anticorps contre des régions conservées en dehors du site de liaison ACE2 qui a une activité neutralisante minimale. Un tel exemple est le CR3022, qui a une forte activité de liaison croisée à un épitope conservé sur RBD, mais a une faible activité de neutralisation contre le SARS-CoV et une activité de neutralisation indétectable contre le SARS-CoV-2.« 

L’étude souligne l’importance de l’empreinte antigénique dans la modification de la réponse anticorps au Sarbecovirus. La réponse anticorps après l’immunisation peut être inefficace ou inférieure à celle attendue avec des antécédents d’exposition immunitaire préalable à une souche de Sarbecovirus qui a différents antigènes ou qui présente une dérive antigénique. Cela devrait être pris en compte par les chercheurs qui explorent la conception des vaccins.