Comment les "percées" infectieuses COVID-19 modifient les cellules immunitaires

En analysant les échantillons de sang des volontaires de l'étude, les chercheurs du LJI ont découvert que les personnes qui ont connu des percées symptomatiques développent des cellules T qui reconnaissent et ciblent mieux le SRAS-CoV-2, y compris les variantes Omicron et Delta. Les chercheurs décrivent cette protection accrue comme un "mur d'immunité".

"Le virus évolue, mais surtout le système immunitaire aussi. Les cellules T ne restent pas inactives. Au contraire, elles apprennent à reconnaître les parties du virus qui mutent", explique Alessandro Sette, professeur à l'IJL, docteur en sciences biologiques, qui a codirigé l'étude Cell Reports Medicine avec Shane Crotty, professeur à l'IJL, et Alba Grifoni, assistante de recherche à l'IJL, docteur en sciences biologiques.

Les cellules T gagnent en puissance de combat

De nombreuses études ont montré que la vaccination contre le SRAS-CoV-2, le virus qui cause le COVID-19, confère aux personnes une protection immunitaire significative contre une maladie grave. Plusieurs études menées par le LJI ont montré que cette protection immunitaire est durable et peut même contribuer à protéger l'organisme contre de nouvelles "variantes préoccupantes" du virus.

Pour cette nouvelle étude, les scientifiques du LJI ont cherché à savoir exactement comment les percées infectieuses affectent les lymphocytes T et les lymphocytes B. Ils ont suivi un grand groupe de volontaires vaccinés contre le SRAS-CoV-2, le virus responsable du COVID-19. Au fil du temps, un grand nombre de ces volontaires ont connu des percées infectieuses. Les scientifiques de l'IJL ont suivi ces volontaires pour prélever de nouveaux échantillons de sang après l'infection.

"Avec cette cohorte de volontaires, nous étions dans une position unique pour voir comment le système immunitaire se comportait avant et après une percée de l'infection", explique Grifoni.

Alison Tarke, coauteur de l'étude et chercheuse postdoctorale à l'IJL, a mené des recherches montrant que les percées infectieuses incitaient les lymphocytes T à élargir leur "répertoire". Cela signifie que les cellules peuvent reconnaître plusieurs caractéristiques, ou antigènes, du SARS-CoV-2.

Ces cellules T semblent avoir développé leurs vastes répertoires grâce à la combinaison de la vaccination et de la percée infectieuse. Les vaccins COVID-19 ont appris aux lymphocytes T à reconnaître une partie essentielle du SARS-CoV-2, la protéine "Spike". Parallèlement, l'infection par le SRAS-CoV-2 a incité les cellules T à reconnaître la protéine Spike, ainsi que plusieurs autres protéines virales.

La percée de l'infection a permis à ces volontaires de l'étude d'avoir des cellules T capables de reconnaître et de cibler le SARS-CoV-2, même si une partie de celui-ci était mutée.

D'autres couches de protection

La percée des infections par les variantes Omicron et Delta a également incité les cellules B à produire des anticorps plus diversifiés. Ces anticorps pouvaient cibler les épitopes que le vaccin et la variante infectieuse du SRAS-CoV-2 avaient en commun.

En fait, la plupart de ces nouveaux anticorps étaient capables d'attaquer les épitopes que le vaccin et les variantes avaient en commun. "Les nouvelles réponses des lymphocytes B qui ne sont spécifiques que de la variante infectante, mais pas du vaccin, sont très rares", explique le docteur Parham Ramezani-Rad, coauteur de l'étude et enseignant à l'IJL.

Les chercheurs ont découvert une autre tendance intéressante chez les personnes ayant subi une percée infectieuse. Les vaccins COVID-19 ont tendance à être administrés dans la partie supérieure du bras, ce qui signifie que les cellules immunitaires anti-SARS-CoV-2 se développent loin du système respiratoire supérieur. Le SRAS-CoV-2 a tendance à infecter d'abord les voies respiratoires supérieures, ce qui signifie qu'il peut y avoir un retard dans l'acheminement des bonnes cellules immunitaires vers le lieu de l'infection. "Une percée infectieuse pourrait permettre d'ajouter une couche de protection à un vaccin", explique M. Grifoni.

Qu'en est-il des infections asymptomatiques ?

Au cours de leurs travaux, les scientifiques ont également trouvé des marqueurs d'une infection antérieure par le SRAS-CoV-2 chez environ 30 % des volontaires de l'étude qui n'avaient jamais présenté de symptômes liés au COVID-19. Ces volontaires semblaient avoir contracté des cas asymptomatiques de COVID-19 à un moment donné de la pandémie.

"Notre étude suggère que la plupart des personnes qui n'avaient jamais pensé avoir contracté une infection ont en fait été infectées", déclare M. Grifoni. "La majorité de la population semble avoir été affectée par une combinaison de vaccination et d'une ou plusieurs percées infectieuses.

Aucun signe d'épuisement des lymphocytes T

La nouvelle étude répond également aux inquiétudes selon lesquelles des infections répétées ou le vaccin COVID-19 pourraient entraîner un phénomène appelé épuisement des lymphocytes T, c'est-à-dire que les lymphocytes T perdent leur capacité à cibler un agent pathogène.

Les chercheurs ont découvert que les percées infectieuses incitaient les cellules T à produire davantage de types de cytokines, des molécules de signalisation qui aident à lutter contre l'infection. Avant une percée infectieuse, les cellules T peuvent produire un ou deux types de cytokines, explique Grifoni.

"Après la percée de l'infection, les mêmes cellules produisent plusieurs types de cytokines, ce qui les rend plus efficaces", explique Grifoni. "Non seulement nos cellules T ne sont pas épuisées, mais elles améliorent en fait leurs capacités.

Le "mur d'immunité" semble avoir des limites. Après une percée asymptomatique de l'infection, les capacités des cellules T semblent plafonner en réponse à une infection symptomatique ultérieure. Les cellules B ont continué à produire des anticorps neutralisants à la suite d'infections ultérieures, mais les chercheurs n'ont pas constaté la même augmentation des niveaux d'anticorps neutralisants.

Faut-il donc continuer à recevoir les vaccins de rappel contre le SRAS et le CoV-2 ? Les scientifiques du LJI soulignent que le SRAS-CoV-2 continue d'évoluer et que le COVID-19 peut encore provoquer des maladies graves chez les personnes immunodéprimées. Ils conseillent de suivre toutes les directives actuelles des CDC concernant les personnes qui devraient recevoir des vaccins de rappel.

Une découverte qui pourrait orienter les efforts en matière de vaccins

Cette recherche constitue également une étape importante vers la mise au point de nouveaux vaccins contre les futures variantes du SRAS-CoV-2 et de nombreux autres virus à potentiel pandémique.

Selon M. Ramezani-Rad, l'étude permet de répondre à des questions importantes sur la manière dont les nouvelles infections modifient les réponses des anticorps. À l'avenir, il est curieux de savoir comment les futures variantes du SRAS-CoV-2 - ou de nouvelles conceptions de vaccins - pourraient encore modifier le système immunitaire.

"L'étude des réponses locales des cellules B dans les voies aériennes supérieures - là où l'infection se produit - sera également instructive sur la façon dont les réponses des cellules B sont induites, en particulier après une percée de l'infection", déclare Ramezani-Rad.

Sette et Grifoni se concentrent sur la manière d'entraîner les cellules T à reconnaître plusieurs types de coronavirus à la fois. Leurs recherches sont essentielles pour mettre au point un vaccin "pan-coronavirus".

Dans une étude réalisée en 2023, leurs laboratoires ont collaboré avec des scientifiques de l'université de Gênes pour montrer que certains lymphocytes T peuvent reconnaître plusieurs coronavirus à la fois. Cette nouvelle étude leur montre comment les nouvelles infections peuvent façonner les réponses des cellules T pour lutter contre les nouvelles variantes du SRAS-CoV-2.

"Nous sommes très intéressés de voir si ce phénomène pourrait être exploité en général pour se préparer à d'autres menaces pandémiques potentielles", déclare M. Sette. "Il s'agit d'une étape dans un parcours qui nous aidera à nous protéger contre les infections virales et les pandémies potentielles.