Un nouveau test peut prédire l'immunité au COVID-19

Des chercheurs du MIT ont mis au point un test facile à utiliser qui pourrait répondre à cette question. Leur test, qui utilise le même type de technologie de "flux latéral" que la plupart des tests antigéniques rapides pour le Covid-19, mesure le niveau d'anticorps neutralisants qui ciblent le virus SRAS-CoV-2 dans un échantillon de sang.

Selon les chercheurs, l'accès facile à ce type de test pourrait aider les gens à déterminer le type de précautions à prendre contre l'infection par le Covid, par exemple en faisant une piqûre de rappel supplémentaire. Ils ont déposé un brevet sur cette technologie et espèrent maintenant s'associer à une société de diagnostic qui pourrait fabriquer les dispositifs et demander l'approbation de la FDA.

"Dans la population générale, beaucoup de gens veulent probablement savoir s'ils sont bien protégés", déclare Hojun Li, chercheur clinique Charles W. et Jennifer C. Johnson au Koch Institute for Integrative Cancer Research du MIT. "Mais je pense que ce test pourrait faire la plus grande différence pour les personnes qui reçoivent une chimiothérapie, pour celles qui prennent des médicaments immunosuppresseurs pour des troubles rhumatologiques ou des maladies auto-immunes, et pour les personnes âgées ou celles qui ne présentent pas de bonnes réponses immunitaires en général. Ce sont toutes ces personnes qui pourraient avoir besoin d'être stimulées plus tôt ou de recevoir plus de doses pour obtenir une protection adéquate."

Le test est conçu de manière à ce que différentes protéines de pointe virale puissent être échangées, ce qui permet de le modifier pour détecter l'immunité contre toute variante existante ou future du SRAS-CoV-2, précisent les chercheurs.

Li, qui est également médecin traitant au Dana-Farber/Boston Children's Cancer and Blood Disorders Center, est l'auteur principal de l'étude, parue en ligne dans Cell Reports Methods. Guinevere Connelly, ancienne technicienne de recherche de l'Institut Koch, aujourd'hui étudiante diplômée à l'Université Duke, et Orville Kirkland, associé de soutien à la recherche à l'Institut Koch, sont les principaux auteurs de l'article.

Un test simple

Li, qui a rejoint l'Institut Koch à l'automne 2019, étudie le développement des cellules sanguines et la façon dont elles deviennent cancéreuses. Lorsque le SRAS-CoV-2 est apparu, il a commencé à réfléchir aux moyens de contribuer à la lutte contre la pandémie. De nombreux autres chercheurs travaillaient déjà sur des tests de diagnostic de l'infection, il a donc porté son attention sur la mise au point d'un test qui révélerait le degré de protection immunitaire d'une personne contre le Covid-19.

Actuellement, la méthode de référence pour mesurer l'immunité consiste à mélanger un échantillon de sang avec un virus vivant et à mesurer le nombre de cellules de l'échantillon qui sont tuées par le virus. Cette procédure étant trop dangereuse pour être réalisée dans la plupart des laboratoires, les approches les plus couramment utilisées font appel à des particules "pseudovirales" modifiées non infectieuses ou reposent sur un test appelé ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay), qui permet de détecter les anticorps qui neutralisent un fragment d'une protéine virale.

Toutefois, ces approches nécessitent toujours un personnel qualifié travaillant dans un laboratoire avec un équipement spécialisé, de sorte qu'elles ne sont pas pratiques à utiliser dans le cabinet d'un médecin pour obtenir des résultats immédiats. M. Li souhaitait mettre au point une méthode qui puisse être facilement utilisée par un professionnel de la santé ou même par des personnes à domicile. Il s'est inspiré des tests de grossesse à domicile, qui sont basés sur un type de test appelé "test à flux latéral".

Les tests à flux latéral consistent généralement en des bandes de papier dans lesquelles sont incorporées des lignes de test qui se lient à une molécule cible particulière si elle est présente dans un échantillon. Cette technologie est également à la base de la plupart des tests rapides à domicile pour le Covid-19.

N'ayant aucune expérience de ce type de test, M. Li s'est adressé à deux membres du corps enseignant du MIT spécialisés dans l'élaboration de diagnostics basés sur des tests à flux latéral : Hadley Sikes, professeur associé de génie chimique, et Sangeeta Bhatia, titulaire de la chaire John et Dorothy Wilson en sciences et technologies de la santé et en génie électrique et informatique, et membre de l'Institut Koch.

Avec leur aide, son laboratoire a mis au point un dispositif capable de détecter la présence d'anticorps qui empêchent le domaine de liaison du récepteur (RBD) du SRAS-CoV-2 de se lier à l'ACE2, le récepteur humain que le virus utilise pour infecter les cellules.

La première étape du test consiste à mélanger des échantillons de sang humain avec la protéine virale RBD, qui a été marquée avec de minuscules particules d'or qui peuvent être visualisées lorsqu'elles sont liées à une bande de papier. Après avoir laissé le temps aux anticorps présents dans l'échantillon d'interagir avec la protéine virale, quelques gouttes de l'échantillon sont placées sur une bandelette de test comportant deux lignes de test.

L'une de ces lignes attire les protéines RBD virales libres, tandis que l'autre attire toute RBD qui a été capturée par des anticorps neutralisants. Un signal fort provenant de la deuxième ligne indique un niveau élevé d'anticorps neutralisants dans l'échantillon. Il existe également une ligne de contrôle qui détecte les particules d'or libres, confirmant que la solution a circulé sur toute la bande.

Pour mettre au point les réactifs nécessaires au test, les membres du laboratoire de M. Li ont travaillé avec les laboratoires d'Angela Koehler, professeur agrégé de génie biologique, et de Michael Yaffe, professeur de sciences David H. Koch, tous deux membres de l'Institut Koch.

Prédire l'immunité

Outre la cartouche de test, qui contient la bandelette de test en papier, le kit de test comprend également une lancette pour piqûre au doigt qui peut être utilisée pour obtenir un petit échantillon de sang, moins de 10 microlitres. Cet échantillon est ensuite mélangé avec les réactifs nécessaires au test. Après environ 10 minutes, l'échantillon est exposé à la cartouche de test, et les résultats sont révélés en 10 minutes.

Le résultat peut être lu de deux manières différentes : L'une, en regardant simplement les lignes, qui indiquent si des anticorps neutralisants sont présents ou non. Ou bien, l'appareil peut être utilisé pour obtenir une mesure plus précise des niveaux d'anticorps, à l'aide d'une application pour smartphone qui peut mesurer l'intensité de chaque ligne et calculer le rapport entre la protéine RBD neutralisée et la protéine RBD infectieuse. Lorsque ce ratio est faible, cela peut suggérer qu'une autre injection de rappel est nécessaire, ou que la personne doit prendre des précautions supplémentaires pour éviter l'infection.

Les chercheurs ont testé leur dispositif avec des échantillons de sang prélevés en décembre 2020 sur environ 60 personnes qui avaient été infectées par le SRAS-CoV-2 et 30 personnes qui ne l'avaient pas été. Ils ont pu détecter des anticorps neutralisants dans les échantillons de personnes précédemment infectées par le virus, avec une précision similaire à celle des tests de laboratoire existants. Ils ont également testé 30 échantillons en série provenant de deux personnes avant qu'elles ne reçoivent un vaccin à ARNm Covid-19 et à plusieurs moments après la vaccination. Le taux d'anticorps neutralisants chez les personnes vaccinées a atteint un pic environ sept semaines après la première dose, puis a commencé à diminuer lentement.

Des études antérieures sur le SRAS-CoV-2 et d'autres virus ont montré une forte corrélation entre la quantité d'anticorps neutralisants circulant dans le sang d'un individu et sa probabilité d'infection.

Le test pourrait être facilement adapté à différentes variantes du SRAS-CoV-2 en introduisant un réactif spécifique au RBD de la variante en question, explique Li. Les chercheurs espèrent maintenant s'associer à une société de diagnostic qui pourrait fabriquer de grandes quantités de ces tests et obtenir l'approbation de la FDA pour leur utilisation.