Une réponse plus rapide aux nouvelles variantes de virus
Des chercheurs ont mis au point une méthode permettant d'identifier rapidement et de manière fiable les mutations responsables de l'échappement immunitaire
Les virus sont passés maîtres dans l'art du déguisement. Lorsqu'ils sont poussés trop loin par notre système immunitaire, ils envoient de nouvelles variantes de virus qui ne sont plus reconnues par les cellules immunitaires. Ils échappent à notre système immunitaire en faisant muter les structures virales reconnues par les anticorps. Afin d'adapter le plus rapidement possible les vaccins aux nouvelles variantes de virus en circulation, il faut d'abord déterminer, parmi les nombreuses mutations, celles qui sont effectivement responsables de l'échappement immunitaire d'une nouvelle variante de virus. Des chercheurs du Centre Helmholtz de recherche sur les infections (HZI), en collaboration avec l'École de médecine de Hanovre (MHH), ont mis au point une méthode appelée balayage mutationnel inverse qui peut être utilisée pour détecter ces mutations de manière rapide et fiable. L'étude a été publiée dans la revue Nature Communications.
Les virus ont plus d'un tour dans leur sac. Il ne faut souvent pas longtemps à des agents pathogènes tels que le SRAS-CoV-2 pour s'adapter et échapper à la reconnaissance immunitaire. Les virus présentant des mutations qui échappent à la reconnaissance immunitaire plus efficacement que le virus d'origine bénéficieront d'un avantage sélectif et s'imposeront au fil du temps, dominant de plus en plus le paysage infectieux. "Si la nouvelle variante du virus parvient à échapper à la réponse immunitaire, il ne suffit plus d'avoir guéri d'une des variantes précédentes ou d'avoir été vacciné avec un vaccin efficace", explique le professeur Luka Cicin-Sain, chef du département "Immunologie virale" au HZI. "Avec le développement de vaccins, nous sommes toujours en train de rattraper la propagation de nouvelles variantes d'échappement. C'est la nature même de l'évolution des virus. Néanmoins, nous devons être plus malins que les virus et réduire leurs avantages, tant pour les virus actuellement en circulation que pour ceux qui seront présents dans les futures pandémies."
L'identification rapide des mutations cruciales pour l'immunité permet d'adapter rapidement les vaccins aux nouvelles variantes de virus. Dans son étude actuelle, l'équipe dirigée par Mme Cicin-Sain présente une nouvelle approche prometteuse pour y parvenir. Cette approche repose sur une méthode déjà établie, appelée "mutational scanning" (analyse des mutations) : Chaque mutation trouvée dans la nouvelle variante est introduite séparément dans le virus original pour générer une bibliothèque de mutants. Les effets de chaque mutation individuelle peuvent ainsi être définis en comparant les mutants de la bibliothèque à l'original et à la nouvelle variante du virus. Cependant, dans leur étude, les chercheurs du HZI ont modifié la procédure en introduisant les mutations une par une dans la nouvelle variante du virus pour la faire ressembler au virus original à chaque position. Ils ont donc utilisé la méthode à l'envers, d'où le nom d'analyse mutationnelle inverse.
Comment fonctionne l'analyse mutationnelle inverse ?
Quel est le processus exact de l'analyse mutationnelle inverse et comment l'équipe de recherche s'y est-elle prise ? Pour tester leur nouvelle approche, les scientifiques ont examiné des variantes virales du SRAS-CoV-2 à titre d'exemple. Ils voulaient découvrir lesquelles des 33 mutations qui distinguent la variante BA.2.86 de la variante BA.2 originale sont responsables de l'échappement immunitaire.
À l'aide de méthodes génétiques avancées, les chercheurs ont produit des pseudovirus qui utilisent la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 pour pénétrer dans les cellules, mais qui sont incapables de se répliquer et sont donc inoffensifs pour l'homme et l'environnement. Les chercheurs sont partis de la nouvelle variante du virus ayant échappé au système immunitaire, à savoir BA.2.86. "Afin de déterminer quelles mutations sont responsables de l'échappement immunitaire de cette variante virale, nous avons créé différents pseudovirus dans lesquels l'une des 33 mutations différentes a été inversée, dans le sens du virus original BA.2", explique le Dr Najat Bdeir, scientifique au département "Immunologie virale" du HZI et premier auteur de l'étude. Dans le cadre d'expériences cellulaires approfondies, les chercheurs ont ensuite examiné dans quelle mesure les cellules immunitaires pouvaient combattre les pseudovirus respectifs. Pour ce faire, ils ont utilisé des échantillons "de la vie réelle". "Pour l'étude, nous avons pu obtenir des sérums sanguins d'une cohorte de 40 personnes travaillant dans le secteur de la santé", explique le professeur Georg Behrens, du département de rhumatologie et d'immunologie de la faculté de médecine de Hanovre. "Les participants avaient été vaccinés plusieurs fois, y compris avec le vaccin alors en vigueur qui était efficace contre Omicron XBB.1.5."
"La marche arrière nous fait avancer !
À l'aide d'une analyse mutationnelle inverse, les chercheurs ont identifié que trois mutations de la protéine spike étaient responsables de l'échappement immunitaire. Mais pourquoi est-il important de partir de la nouvelle variante du virus et d'inverser les différentes mutations, c'est-à-dire d'appliquer l'analyse mutationnelle à l'envers ? "C'est important parce que nos cellules immunitaires sont très diverses. Elles peuvent produire des anticorps qui se lient à différentes parties du virus et bloquent ainsi le processus d'infection", explique Mme Cicin-Sain. "Si nous partons du variant original et que nous insérons une mutation dans une zone reconnue par les anticorps, il est fort probable que les anticorps se liant à une autre partie du virus continueront à reconnaître et à neutraliser le virus. La contribution réelle de la mutation à l'échappement immunitaire ne peut pas être détectée de manière adéquate de cette façon. Nous devons donc partir de la nouvelle variante et travailler à rebours à partir de là - le rebours nous permet d'avancer ici !
Les chercheurs espèrent que leur nouvelle méthode permettra également de faire progresser et d'accélérer la mise au point de futurs vaccins. Grâce à l'analyse mutationnelle inverse, d'autres virus et leurs variantes pourraient être analysés pour détecter les mutations responsables de l'échappement immunitaire. "Il serait également concevable d'utiliser cette nouvelle méthode pour former des modèles d'apprentissage automatique et d'intelligence artificielle afin de prédire quelles mutations potentielles d'un virus pourraient conduire à un échappement immunitaire", explique Cicin-Sain. "Si nous pouvions produire des vaccins basés sur des vaccins préadaptés, nous serions plus rapides que le virus !"
Outre le département "Immunologie virale" de Luka Cicin-Sain, le département "Structure et fonction des protéines" du professeur Wulf Blankenfeldt du HZI a également participé à cette étude. Des scientifiques du Centre de médecine infectieuse individualisée (CiiM), du Centre allemand des primates - Institut Leibniz pour la recherche sur les primates et de l'Institut Leibniz DSMZ - Collection allemande de micro-organismes et de cultures cellulaires, ainsi que du Centre allemand de recherche sur les infections (DZIF) ont également contribué à cette étude en apportant leur expertise.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Najat Bdeir, Tatjana Lüddecke, Henrike Maaß, Stefan Schmelz, Ulfert Rand, Henning Jacobsen, Kristin Metzdorf, Upasana Kulkarni, Anne Cossmann, Metodi V. Stankov, Markus Hoffmann, Stefan Pöhlmann, Wulf Blankenfeldt, Alexandra Dopfer-Jablonka, Georg M. N. Behrens, Luka Čičin-Šain; "Reverse mutational scanning of SARS-CoV-2 spike BA.2.86 identifies epitopes contributing to immune escape from polyclonal sera"; Nature Communications, Volume 16, 2025-1-18
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