Ontwikkeling en kwalificatie van methoden voor het analyseren van de mucosale immuunrespons op COVID-19 (MUCOVID)

SARS-CoV-2 is in eerste instantie verantwoordelijk voor een luchtinfectie van de bovenste luchtwegen die, wanneer deze de longen bereikt, een ernstige acute luchtwegaandoening veroorzaakt die bekend staat als COVID-19.

De reactie van het organisme op deze virale agressie is aanvankelijk gericht op het slijmvlies van de luchtwegen.

Deze slijmvliesreactie is complex, waarbij verschillende activiteitsniveaus op elkaar inwerken: mechanische activiteit, met de afscheiding van slijm dat als een barrière voor het infectieuze agens fungeert; fysisch-chemische activiteit, met de productie van enzymen en cytokines die bijdragen aan de afbraak van virusdeeltjes; en specifieke humorale immuunactiviteit, met de productie van secretoire immunoglobulinen van het IgA-type op mucosaal niveau, met neutraliserende activiteit die het binnendringen van virussen in de gastheercel blokkeert.

Deze aangeboren en adaptieve immuunmechanismen spelen, samen met hun humorale en cellulaire componenten, een essentiële rol in de mucosale barrièrefunctie. Mucosale immuniteit is daarom essentieel voor een adequate, vroege en langdurige immuunrespons tegen respiratoire virale infecties.

SARS-CoV-2 is een omhuld virus met een spiraalvormige capside en een genoom dat uit ongeveer 30.000 nucleotiden bestaat. Dit genoom codeert voor verschillende eiwitten die essentieel zijn voor de vorming van virionen, waaronder het S-eiwit voor Spike en het N-eiwit voor nucleocapside.

Het virale S-eiwit bindt aan het angiotensine-converting enzyme 2 (ACE2) van de gastheercel. ACE2 fungeert dus als een virale receptor die de virale toegang tot de cel medieert en een immuunrespons in de gastheer opwekt. Dit proteïne S is het belangrijkste doelwit van de neutraliserende antilichaamrespons. Mutaties in proteïne S zijn verantwoordelijk geweest voor de opkomst van varianten van SARS-CoV-2 met verschillende fenotypes die de overdracht en gevoeligheid voor antilichamen beïnvloeden.

Het N-eiwit is een zeer immunogeen glycoproteïne dat ook betrokken is bij virale replicatie en bij de modulatie van cellulaire signaalroutes. Tijdens de virionassemblage bindt het N-eiwit aan viraal RNA en leidt tot de vorming van het spiraalvormige nucleocapside. Dit N-eiwit is in alle SARS-CoV-2-varianten sterk geconserveerd en kan daarom een ​​interessant doelwit zijn in de universele verdediging tegen dit virus.

Bij een luchtweginfectie veroorzaakt stimulatie van het mucosale immuunsysteem enerzijds een humorale respons met de afgifte van secretoire immunoglobulinen, vooral secretoir IgA. De belangrijkste rol van IgA is het voorkomen dat het virus zich door het lichaam verspreidt.

Aan de andere kant zal een luchtweginfectie ook een mucosale cellulaire respons veroorzaken die voornamelijk wordt gemedieerd door T-lymfocyten.

Infectie met SARS-CoV-2 veroorzaakt een immuunrespons waarbij antilichaamproductie in het bloed (serumantilichamen), stimulatie van bloedlymfocyten en antilichaamproductie in de bovenste luchtwegen (mucosale antilichamen) betrokken zijn. De kwantitatieve anti-SARS-CoV-2 humorale respons in het bloed (serumantilichamen) is door verschillende tests beoordeeld. Voorlopig berust het echter vooral op tests van het EIA-type, met bloedspiegels van anti-S IgG (gericht tegen het Spike-eiwit) en anti-N IgG (gericht tegen het nucleocapside-eiwit). Kwalitatieve analyse van deze respons is gebaseerd op het vermogen van deze antilichamen om neutraliserende activiteit te hebben (neutraliserende antilichamen).

De cellulaire respons tegen SARS-CoV-2 T-lymfocyten lijkt ook belangrijk te zijn bij het beheersen van infecties. De snelste test voor het beoordelen van deze T-lymfocytenrespons is de ELISPOT IFN-γ

Wat de mucosale humorale respons betreft, hebben verschillende onderzoeken de aanwezigheid gedocumenteerd van virusspecifieke anti-S IgA-antilichamen (gericht tegen het Spike-eiwit) in de nasofaryngeale afscheidingen of het speeksel van geïnfecteerde individuen. Tot op heden bestaat er geen routinematig gebruikte test voor het meten van mucosale antilichamen tegen SARS-CoV-2, met name de secretoire anti-S IgA, en voor het analyseren van hun neutraliserende activiteit.

Onze studie zal ons dus in staat stellen methoden te ontwikkelen en te kwalificeren voor het analyseren van de mucosale immuniteit tegen SARS-CoV-2. Deze methoden zullen essentieel zijn voor het analyseren van de mucosale respons op dit virus.

Zodra deze analytische methoden zijn gevalideerd, zullen ze het mogelijk maken om de mucosale respons op infecties te bestuderen, maar ook de mucosale respons veroorzaakt door vaccinatie tegen SARS-CoV-2, vooral bij gebruik van nasale vaccins.

De vaccins die momenteel worden gebruikt om SARS-CoV-2 te bestrijden, induceren serumneutraliserende activiteit tegen proteïne S (Spike). De intramusculaire toedieningsweg zal systemische immuniteit induceren en bescherming bieden tegen ernstige vormen van de infectie. Niettemin blijft de door de huidige vaccins geïnduceerde mucosale immuniteit laag. De ontwikkeling van een nasaal toegediend vaccin is een interessante mogelijkheid, omdat het een completere bescherming zou bieden, met name door de virusreplicatie in de bovenste luchtwegen te beheersen, waardoor de bovenste luchtwegen zouden worden geïnduceerd, waardoor groepsimmuniteit zou worden geïnduceerd en de overdracht van het virus zou worden verminderd.