Les chimistes du MIT ont trouvé un nouveau moyen d’identifier les anticorps neutralisants, représentés ici en bleu clair, contre le SRAS-CoV-2 dans un échantillon de sang. Crédit : iStock
Cette méthode pourrait permettre de réaliser un test rapide pour déterminer si les individus produisent des anticorps qui les protègent contre le COVID-19.
Des scientifiques du MIT ont mis au point une nouvelle technique qui utilise le déplacement de lectines pour détecter les anticorps neutralisants contre des virus comme le SRAS-CoV-2, ce qui permet d’évaluer l’efficacité des vaccins et la protection potentielle contre les variantes du virus. Ils ont déposé une demande de brevet pour cette technologie.
Les anticorps capables de désarmer un virus, connus sous le nom d’anticorps neutralisants, sont essentiels à la capacité de l’organisme à lutter contre les infections. Les chimistes du MIT ont trouvé un nouveau moyen d’identifier ces anticorps neutralisants dans un échantillon de sang, en analysant la façon dont les anticorps interagissent avec les molécules de sucre présentes à la surface d’une protéine virale.
Ce nouveau test pourrait permettre de déterminer si une personne possède des anticorps neutralisants contre des virus tels que le SRAS-CoV-2, le virus sur lequel les chercheurs se sont concentrés dans leur étude. Les anticorps neutralisants, qui peuvent être générés par une vaccination ou une infection antérieure, offrent une protection contre les infections futures.
« Ce type de test pourrait être utilisé pour vérifier si les patients sont réellement protégés par les vaccins », explique Laura Kiessling, professeur de chimie Novartis au MIT et auteur principal de l’article. « Si une personne présente un risque élevé, il serait vraiment bon de pouvoir déterminer rapidement si elle possède des anticorps neutralisants.
Cette technique, qui utilise un équipement général déjà présent dans de nombreux laboratoires de biochimie, pourrait également aider les chercheurs à déterminer dans quelle mesure les vaccins actuels peuvent protéger contre les variantes émergentes du SRAS-CoV-2, selon M. Kiessling.
Michael Wuo, ancien postdoc du MIT, et Amanda Dugan, chercheuse au MIT, sont les auteurs principaux de l’article, qui a été publié le 10 mai dans la revue en libre accès ACS Central Science.
Sommaire
Neutraliser ou non ?
La plupart des vaccins contre le SRAS-CoV-2 ciblent la protéine spike du virus, que le virus utilise pour pénétrer dans les cellules hôtes par l’intermédiaire du récepteur ACE2. Comme la plupart des protéines présentes sur les enveloppes virales, la protéine spike est fortement enrobée de chaînes de sucre qui pendent de la protéine.
Kiessling, dont le laboratoire étudie la façon dont les protéines interagissent avec les glucides présents sur les surfaces cellulaires, s’est demandé s’il était possible de créer une « empreinte digitale » de différents anticorps, basée sur la façon dont ils interagissent avec les molécules de sucre présentes sur une protéine virale telle que la protéine « spike » du SARS-CoV-2.
« Pour savoir si un anticorps est neutralisant ou non, il faut généralement procéder à une série d’essais relativement difficiles », explique M. Kiessling. « Il faut tester si l’anticorps empêche ou non le virus d’infecter les cellules. Nous avons pensé que si nous pouvions développer cette empreinte digitale, nous pourrions identifier les anticorps neutralisants beaucoup plus rapidement ».
Pour ce faire, les chercheurs ont créé un panel de lectines (protéines qui se lient aux hydrates de carbone) disponibles dans le commerce et provenant de divers organismes, principalement des plantes et des bactéries. Les lectines, qui sont normalement impliquées dans des fonctions telles que les interactions cellule-cellule et les réponses immunitaires, se lient à la molécule de sucre à l’extrémité d’une chaîne de sucre qui pend d’une protéine.
Lorsque les chercheurs exposent la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 à ces lectines, chaque lectine s’attache à un sous-ensemble particulier de molécules de sucre présentes sur la protéine. Ensuite, les chercheurs ajoutent du sérum contenant des anticorps contre le SARS-CoV-2. Si les anticorps ont une forte affinité pour la protéine spike, ils bousculent les lectines qui s’y trouvent déjà.
Chaque anticorps déplace un ensemble différent de lectines, en fonction de sa spécificité de liaison, et ce déplacement peut être mesuré à l’aide d’un test de laboratoire appelé enzyme-linked lectin assay (ELLA). En analysant si chaque anticorps déplaçait 28 lectines différentes liées à la protéine de l’épi, les chercheurs ont pu identifier des schémas de déplacement des lectines, créant ainsi une « empreinte digitale » distinctive pour chaque anticorps.
Les chercheurs ont d’abord identifié les empreintes des anticorps dont on savait déjà qu’ils étaient soit neutralisants, soit non neutralisants. Ils ont ensuite analysé des échantillons de sang de patients et ont pu déterminer si les anticorps de ces échantillons étaient neutralisants ou non, en les comparant aux empreintes produites par les anticorps neutralisants connus.
« En examinant les différents motifs, nous avons pu constater que les anticorps neutralisants appartenaient à une catégorie différente de celle des anticorps non neutralisants », explique M. Kiessling.
Profils d’anticorps
Grâce à cette analyse, les chercheurs ont également pu classer les anticorps selon qu’ils provenaient de personnes ayant reçu le vaccin Moderna COVID-19 ou le vaccin Pfizer COVID-19, chacun ciblant des séquences d’ARN viral légèrement différentes.
Les chercheurs ont déposé une demande de brevet pour cette technologie qui, espèrent-ils, pourrait être développée pour effectuer des tests rapides dans le cabinet d’un médecin afin de déterminer le profil d’anticorps de chaque patient.
Cette technique pourrait éventuellement être adaptée pour identifier les anticorps neutralisants contre les nouvelles variantes du SRAS-CoV-2 ou d’autres virus pathogènes, explique M. Kiessling. Maintenant que les chercheurs disposent d’un panel de lectines pouvant être utilisées pour le test, il leur suffirait de refaire l’analyse avec des anticorps connus pour être neutralisants et non neutralisants, afin de pouvoir déterminer l’empreinte correcte de ces anticorps.
« Nous pourrions utiliser le même panel de lectines pour toutes les variantes du SARS-CoV-2 qui nous préoccupent », explique M. Kiessling. « Il peut être utile pour tous les nouveaux virus qui émergent, à condition qu’ils aient une enveloppe virale.
Référence : « Lectin Fingerprinting Distinguishes Antibody Neutralization in SARS-CoV-2 » par Michael G. Wuo, Amanda E. Dugan, Melanie Halim, Blake M. Hauser, Jared Feldman, Timothy M. Caradonna, Shuting Zhang, Lauren E. Pepi, Caroline Atyeo, Stephanie Fischinger, Galit Alter, Wilfredo F. Garcia-Beltran, Parastoo Azadi, Deb Hung, Aaron G. Schmidt et Laura L. Kiessling, 10 mai 2023, ACS Central Science.
DOI: 10.1021/acscentsci.2c01471
Les autres auteurs de l’article sont Melanie Halim, Blake Hauser, Jared Feldman, Timothy Caradonna, Shuting Zhang, Lauren Pepi, Caroline Atyeo, Stephanie Fischinger, Galit Alter, Wilfredo Garcia-Beltran, Parastoo Azadi, Deb Hung et Aaron Schmidt.
Cette recherche a été financée par le National Cancer Institute, le National Institute for Allergy and Infectious Disease, le MIT Center for Microbiome Informatics, le Massachusetts Consortium on Pathogenesis Readiness, le National Institute for General Medical Science et GlycoMIP, une plateforme d’innovation matérielle de la National Science Foundation.