Publié le 24 novembre 2023. Des chercheurs américains ont cartographié avec une précision inédite la manière dont les anticorps se lient au SARS-CoV-2, le virus responsable du Covid-19, et identifié les mutations virales qui affaiblissent cette liaison, ouvrant la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques et vaccinales.
- Une carte détaillée des interactions anticorps-virus a été établie, révélant comment le système immunitaire attaque le SARS-CoV-2 et comment le virus évolue pour échapper à cette défense.
- L’étude souligne les limites des anticorps actuellement utilisés et met en avant le potentiel des nanocorps, des fragments d’anticorps plus stables, pour le développement de médicaments antiviraux de nouvelle génération.
- Les données de l’étude sont accessibles publiquement, offrant aux scientifiques un outil interactif pour accélérer la recherche sur le Covid-19 et d’autres virus.
Des scientifiques de l’Icahn School of Medicine de l’hôpital Mount Sinai (États-Unis) et leurs collaborateurs ont réalisé une avancée significative dans la compréhension de la réponse immunitaire au Covid-19. Ils ont créé un atlas structurel complet des anticorps ciblant le SARS-CoV-2, en analysant plus d’un millier de structures tridimensionnelles d’anticorps liés à la protéine de pointe du virus – la principale cible de la reconnaissance immunitaire.
Jusqu’à présent, les structures individuelles d’anticorps et de virus avaient été étudiées séparément. En les analysant conjointement pour la première fois, l’équipe a pu dresser un portrait détaillé de la manière dont le système immunitaire s’attaque au virus et de la façon dont ce dernier évolue pour échapper à cette attaque. « Les scientifiques du monde entier ont résolu des milliers de structures individuelles d’anticorps et de virus, mais jusqu’à présent, personne ne les a analysées ensemble », explique le Dr Yi Shi, auteur principal de l’étude, professeur agrégé de sciences pharmacologiques et directeur du Centre d’ingénierie et de thérapeutique des protéines à l’École de médecine Icahn. « En rassemblant toutes ces données, nous avons pu comprendre la situation dans son ensemble : dans quelle mesure les anticorps couvrent la surface du virus et comment les mutations de nouveaux variants, comme Omicron, peuvent affaiblir cette protection. Cela nous permet d’avoir une vision plus claire des forces et des limites de notre système immunitaire. »
Les chercheurs ont constaté que les anticorps, dont beaucoup sont utilisés dans les traitements cliniques, reconnaissent la quasi-totalité des régions exposées du domaine de liaison au récepteur de la protéine Spike, une zone cruciale du virus. Cependant, les mutations observées dans les variants récents ont affaibli la liaison de presque tous les anticorps, dans une certaine mesure. De manière surprenante, de nombreux anticorps, malgré des séquences différentes, se lient au virus de façon similaire, ce qui suggère que les options pour neutraliser efficacement le virus sont limitées. Selon les chercheurs, cette convergence explique en partie la capacité du virus à muter et à échapper à l’immunité.
L’étude met également en lumière le potentiel des nanocorps – de minuscules fragments d’anticorps particulièrement stables – pour atteindre des parties du virus que les anticorps conventionnels ne peuvent souvent pas atteindre. Grâce à leur capacité à reconnaître des régions profondément cachées de la protéine Spike, qui ont tendance à rester inchangées au fil de l’évolution du virus, les nanocorps pourraient constituer un point de départ essentiel pour le développement de médicaments antiviraux de nouvelle génération.
« Nos résultats mettent en évidence les limites des anticorps sur lesquels nous comptons actuellement », souligne le Dr Shi. « Bien que ces anticorps aient été extraordinairement efficaces, le virus continue de trouver des moyens de les échapper. » Frank (Zirui) Feng, premier auteur de l’étude et étudiant en master au Mont Sinaï, ajoute : « Pour garder une longueur d’avance, nous devrons concevoir des anticorps de nouvelle génération capables de reconnaître et de s’attacher à plusieurs régions du virus à la fois, ce qui rendra beaucoup plus difficile pour le virus d’échapper à nos défenses à mesure qu’il continue d’évoluer. »
Il est important de noter que cette étude se concentre sur un élément clé de la protéine S – le domaine de liaison au récepteur – mais les chercheurs estiment que des mécanismes d’évasion immunitaire similaires sont susceptibles de se produire dans d’autres parties du virus. Ils insistent sur le fait que ces résultats ne signifient pas que le système immunitaire ou les vaccins cessent de fonctionner. La vaccination et l’immunité naturelle continuent de fournir une protection vitale grâce à un large éventail de réponses immunitaires, même lorsque certains anticorps perdent en efficacité.
L’équipe prévoit désormais d’appliquer cette approche structurelle à grande échelle à d’autres virus afin d’identifier des principes communs de reconnaissance des anticorps. À terme, elle espère que ces découvertes guideront le développement de traitements par anticorps de longue durée, capables de résister à l’évolution virale et d’améliorer la préparation aux futures pandémies.
« Le système immunitaire est extraordinairement adaptable, mais le virus est rusé », souligne Adolfo García-Sastre, co-auteur de l’étude, professeur de médecine et directeur de l’Institut pour la santé globale et les pathogènes émergents de l’École de médecine Icahn. « En analysant comment les anticorps se lient au virus et où ils échouent, nous obtenons une carte détaillée de leurs vulnérabilités. Cette connaissance nous aide non seulement à comprendre pourquoi certains anticorps cessent de fonctionner à mesure que le virus évolue, mais guide également la conception de thérapies de nouvelle génération qui peuvent anticiper les changements, améliorant potentiellement la prévention et le traitement du Covid-19 et d’autres infections virales. »
Enfin, dans le cadre de cette recherche, l’équipe a créé un ensemble de données en libre accès et un outil Web interactif permettant aux scientifiques d’explorer les structures des anticorps en détail, offrant ainsi une ressource précieuse pour accélérer collectivement la recherche sur le Covid-19 et d’autres virus.
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