Développement et qualification de méthodes d'analyse de la réponse immunitaire muqueuse au COVID-19 (MUCOVID)

Le SRAS-CoV-2 est initialement responsable d’une infection aéroportée des voies respiratoires supérieures qui, en atteignant les poumons, provoque une maladie respiratoire aiguë sévère connue sous le nom de COVID-19.

La réponse de l'organisme à cette agression virale s'adresse dans un premier temps à la muqueuse respiratoire.

Cette réponse muqueuse est complexe, avec différents niveaux d'activité en interaction : une activité mécanique, avec la sécrétion de mucus qui fait barrière à l'agent infectieux ; activité physico-chimique, avec la production d'enzymes et de cytokines qui contribuent à la dégradation des particules virales ; et une activité immunitaire humorale spécifique, avec la production d'immunoglobulines sécrétoires de type IgA au niveau de la muqueuse, avec une activité neutralisante qui bloque l'entrée du virus dans la cellule hôte.

Ces mécanismes immunitaires innés et adaptatifs, ainsi que leurs composants humoraux et cellulaires, jouent un rôle essentiel dans la fonction de barrière muqueuse. L’immunité muqueuse est donc essentielle pour une réponse immunitaire adéquate, précoce et à long terme contre les infections virales respiratoires.

Le SRAS-CoV-2 est un virus enveloppé doté d’une capside hélicoïdale et d’un génome composé d’environ 30 000 nucléotides. Ce génome code pour plusieurs protéines essentielles à la formation des virions, dont la protéine S pour Spike et la protéine N pour la nucléocapside.

La protéine virale S se lie à l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2) de la cellule hôte. ACE2 agit ainsi comme un récepteur viral négociant l’entrée du virus dans la cellule et déclenchant une réponse immunitaire chez l’hôte. Cette protéine S est la cible principale de la réponse anticorps neutralisante. Les mutations de la protéine S ont été responsables de l’émergence de variantes du SRAS-CoV-2 avec différents phénotypes affectant la transmission et la sensibilité aux anticorps.

La protéine N est une glycoprotéine hautement immunogène également impliquée dans la réplication virale et dans la modulation des voies de signalisation cellulaire. Lors de l'assemblage du virion, la protéine N se lie à l'ARN viral et conduit à la formation de la nucléocapside hélicoïdale. Cette protéine N est hautement conservée dans tous les variants du SARS-CoV-2 et pourrait donc constituer une cible intéressante dans la défense universelle contre ce virus.

En cas d'infection respiratoire, la stimulation du système immunitaire muqueux déclenche d'une part, une réponse humorale avec libération d'immunoglobulines sécrétoires, principalement des IgA sécrétoires. Le rôle principal des IgA est d’empêcher le virus de se propager dans tout l’organisme.

D’un autre côté, l’infection respiratoire déclenchera également une réponse cellulaire muqueuse principalement médiée par les lymphocytes T.

L'infection par le SRAS-CoV-2 déclenche une réponse immunitaire impliquant la production d'anticorps dans le sang (anticorps sériques), la stimulation des lymphocytes sanguins et la production d'anticorps dans les voies respiratoires supérieures (anticorps muqueux). La réponse humorale quantitative anti-SARS-CoV-2 dans le sang (anticorps sériques) a été évaluée par différents tests. Mais pour l’heure, elle s’appuie principalement sur des tests de type EIA, avec des taux sanguins d’IgG anti-S (dirigées contre la protéine Spike) et d’IgG anti-N (dirigées contre la protéine nucléocapside). L'analyse qualitative de cette réponse repose sur la capacité de ces anticorps à avoir une activité neutralisante (anticorps neutralisants).

La réponse cellulaire des lymphocytes T anti-SARS-CoV-2 semble également être importante dans le contrôle de l’infection. Le test le plus rapide pour évaluer cette réponse des lymphocytes T est l'ELISPOT IFN-γ.

Quant à la réponse humorale muqueuse, plusieurs études ont documenté la présence d’anticorps anti-S IgA spécifiques du virus (dirigés contre la protéine Spike) dans les sécrétions nasopharyngées ou la salive des individus infectés. À ce jour, il n’existe pas de test utilisé en routine pour mesurer les anticorps muqueux dirigés contre le SARS-CoV-2, notamment les IgA anti-S sécrétoires, et pour analyser leur activité neutralisante.

Notre étude nous permettra ainsi de développer et de qualifier des méthodes d’analyse de l’immunité muqueuse contre le SARS-CoV-2. Ces méthodes seront essentielles pour analyser la réponse muqueuse à ce virus.

Une fois ces méthodes analytiques validées, elles permettront d’étudier la réponse muqueuse à l’infection mais aussi la réponse muqueuse induite par la vaccination contre le SARS-CoV-2, notamment lors de l’utilisation de vaccins nasaux.

En effet, les vaccins actuellement utilisés pour lutter contre le SARS-CoV-2 induisent une activité neutralisante du sérum contre la protéine S (Spike). Leur voie d'administration intramusculaire induira une immunité systémique, offrant une protection contre les formes graves de l'infection. Néanmoins, l’immunité muqueuse induite par les vaccins actuels reste faible. Le développement d’un vaccin administré par voie nasale est une piste intéressante, car il offrirait une protection plus complète, notamment en contrôlant la réplication du virus dans les voies respiratoires supérieures, induisant ainsi les voies respiratoires supérieures, induisant ainsi une immunité collective et réduisant la transmission du virus.