Suivi de l'évolution des variants du COVID-19
De nouvelles variantes posent des défis continus pour l'immunité et l'efficacité des vaccins.
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Alors que la pandémie de COVID-19 continue, c'est important de suivre comment le virus SARS-CoV-2 évolue, surtout sa Protéine Spike. Cette protéine est cruciale car elle aide le virus à entrer dans les cellules humaines et c'est aussi une cible pour les Vaccins et les anticorps. À la fin de l'été 2023, une nouvelle variante appelée BA.2.86 est apparue, avec plus de 30 changements dans sa protéine spike par rapport à la variante dominante XBB.1.51. Heureusement, même avec ces changements, BA.2.86 n'a pas semblé esquiver les défenses immunitaires développées suite aux infections ou vaccinations précédentes.
Cependant, de nouvelles Variantes issues de BA.2.86 ont suscité des inquiétudes. Une de ces variantes, connue sous le nom de JN.1, est apparue fin 2023 et n'a qu'un changement notable dans la protéine spike, appelé L455S. Ce seul changement a permis à JN.1 de se propager rapidement dans le monde de fin 2023 à mai 2024. Bien que JN.1 ait une capacité plus faible à se fixer à une protéine humaine clé (ACE2), il est devenu meilleur pour éviter la Réponse immunitaire et se propager entre les gens.
Après JN.1, plusieurs autres variantes avec des changements à des positions importantes dans la protéine spike ont été identifiées. On trouve les variantes FLip avec les changements L455F et F456L, et plus récemment les variantes SLip et FLiRT. La dernière variante, KP.2, a des changements supplémentaires mais partage des origines avec JN.1. Actuellement, la présence de JN.1 diminue alors que KP.2 et d'autres variantes dérivées prennent le relais.
Comprendre les Relations entre Variantes
Les recherches se sont concentrées sur l'efficacité avec laquelle ces nouvelles variantes sont neutralisées par les anticorps générés par les vaccinations et les infections précédentes. Par exemple, les chercheurs ont examiné comment les sérums de différents groupes de personnes pouvaient neutraliser ces variantes, en particulier SLip, FLiRT et KP.2. Ces groupes comprenaient des individus vaccinés avec divers vaccins à ARN messager et ceux qui s'étaient remis de la COVID-19 pendant la vague BA.2.86/JN.1.
Dans des tests comparant l'infectiosité de ces variantes dans des cellules de laboratoire, JN.1 et ses variantes dérivées ont montré une capacité réduite à entrer dans les cellules pulmonaires humaines par rapport aux variantes antérieures. Cette infectiosité réduite dans certains types cellulaires suggère que même si des variantes comme JN.1 ont évolué, elles pourraient perdre une partie de leur capacité à infecter efficacement.
Neutralisation avec la Vaccination
Examiner laDans une autre partie de l'étude, les chercheurs ont mesuré à quel point les variantes pouvaient échapper à la neutralisation par les anticorps chez les individus vaccinés. Ceux qui avaient reçu des vaccins COVID-19 ont montré divers degrés de protection contre différentes variantes. Par exemple, la variante JN.1 pouvait être neutralisée, mais pas aussi bien que les variantes antérieures comme D614G, suscitant des inquiétudes sur son potentiel à esquiver l'immunité induite par le vaccin.
Les résultats ont révélé que les nouvelles variantes SLip, FLiRT et KP.2 étaient encore plus difficiles à contrer pour les systèmes immunitaires des personnes vaccinées. Les taux de neutralisation étaient significativement plus bas pour ces variantes par rapport à ce qui avait été observé avec D614G. Notamment, FLiRT et KP.2 ont montré la plus grande chute des niveaux de neutralisation par rapport à JN.1.
Les chercheurs ont également examiné comment les sérums de hamsters vaccinés avec la variante XBB.1.5 pouvaient neutraliser les variantes dérivées de JN.1. Les résultats ont indiqué que bien que la réponse immunitaire était forte, elle variait selon chaque variante. Cela a permis d'avoir un aperçu de l'efficacité du vaccin XBB.1.5 contre ces nouvelles souches.
Résistance contre l'immunité naturelle
Les chercheurs ont également voulu voir comment ces variantes pouvaient résister aux anticorps formés suite à une infection naturelle. Ils ont étudié les sérums d'individus qui avaient testé positif pendant la vague de BA.2.86 et JN.1. Les résultats ont montré que même si JN.1 pouvait être neutralisé par ces anticorps, des variantes comme SLip, FLiRT et KP.2 étaient plus résistantes.
Un aspect important de l'étude était de se concentrer sur un type spécifique d'anticorps, connu sous le nom d'anticorps mAb de classe III S309. Cet anticorps n'était pas efficace contre SLip et FLiRT, montrant comment ces variantes ont évolué pour résister à certaines formes d'attaques immunitaires.
Impacts sur le Comportement de la Protéine Spike
Une partie importante de la recherche consistait à examiner comment les protéines spike des différentes variantes se comportaient en termes de fusion cellulaire, d'expression de surface et de traitement. Ces caractéristiques sont vitales pour la capacité du virus à infecter. Il a été constaté que les nouvelles variantes avaient des capacités réduites dans ces domaines par rapport à des variantes antérieures comme D614G.
L'étude a clairement montré que bien que des variantes comme SLip et FLiRT puissent aider le virus à esquiver la neutralisation par les anticorps, elles pourraient perdre une partie de l'efficacité d'infection des cellules. Cela met en évidence une relation complexe où certaines mutations permettant d'échapper au système immunitaire pourraient entraver d'autres fonctions critiques pour l'infectiosité globale du virus.
Aperçus des Modèles Structuraux
Pour mieux comprendre comment des mutations spécifiques impactent la protéine spike, les chercheurs ont utilisé la modélisation structurelle. Cette modélisation a suggéré que certaines mutations pouvaient améliorer la liaison à la protéine ACE2 tandis que d'autres pourraient réduire cette capacité.
Les résultats ont indiqué que bien que certaines mutations puissent améliorer l'évasion immunitaire en changeant la structure de la spike, elles pourraient également être néfastes pour la façon dont le virus se lie aux cellules. En gros, les compromis entre l'évasion du système immunitaire et le maintien de la capacité d'infection dans les cellules humaines sont cruciaux pour comprendre comment le SARS-CoV-2 évolue.
Conclusion : Rester Vigilant
Bien que la pandémie de COVID-19 ait été déclarée terminée, le SARS-CoV-2 continue de changer et de s'adapter. L'étude souligne l'importance d'un suivi continu des variantes émergentes, surtout alors que plus de gens ont été vaccinés ou infectés, entraînant une variété de réponses immunitaires.
Les données suggèrent que les nouvelles variantes ont changé des propriétés qui affectent à la fois l'évasion immunitaire et leur biologie. Les futurs vaccins devraient prendre en compte ces variantes pour améliorer la protection. L'évolution continue de ces variantes illustre la nécessité d'un suivi vigilant et d'une approche stratégique des efforts de vaccination alors que le paysage de la pandémie continue de changer.
Limitations de l'Étude
Il y a certaines limitations à cette étude qu'il vaut la peine de noter. Les expériences ont utilisé un virus modèle plutôt que de vraies souches infectieuses de SARS-CoV-2, ce qui signifie que les résultats pourraient ne pas refléter parfaitement les scénarios du monde réel. De plus, le nombre d'échantillons étudiés, en particulier parmi les individus qui s'étaient remis de la vague BA.2.86/JN.1, était relativement petit. La modélisation par homologie, bien que utile, pourrait ne pas capturer tous les détails structurels. Malgré ces limitations, les résultats fournissent des informations vitales sur le comportement du SARS-CoV-2 et aideront dans les stratégies de vaccination futures.
Titre: Characteristics of JN.1-derived SARS-CoV-2 subvariants SLip, FLiRT, and KP.2 in neutralization escape, infectivity and membrane fusion
Résumé: SARS-CoV-2 variants derived from the immune evasive JN.1 are on the rise worldwide. Here, we investigated JN.1-derived subvariants SLip, FLiRT, and KP.2 for their ability to be neutralized by antibodies in bivalent-vaccinated human sera, XBB.1.5 monovalent-vaccinated hamster sera, sera from people infected during the BA.2.86/JN.1 wave, and class III monoclonal antibody (Mab) S309. We found that compared to parental JN.1, SLip and KP.2, and especially FLiRT, exhibit increased resistance to COVID-19 bivalent-vaccinated human sera and BA.2.86/JN.1-wave convalescent sera. Interestingly, antibodies in XBB.1.5 monovalent vaccinated hamster sera robustly neutralized FLiRT and KP.2 but had reduced efficiency for SLip. These JN.1 subvariants were resistant to neutralization by Mab S309. In addition, we investigated aspects of spike protein biology including infectivity, cell-cell fusion and processing, and found that these subvariants, especially SLip, had a decreased infectivity and membrane fusion relative to JN.1, correlating with decreased spike processing. Homology modeling revealed that L455S and F456L mutations in SLip reduced local hydrophobicity in the spike and hence its binding to ACE2. In contrast, the additional R346T mutation in FLiRT and KP.2 strengthened conformational support of the receptor-binding motif, thus counteracting the effects of L455S and F456L. These three mutations, alongside D339H, which is present in all JN.1 sublineages, alter the epitopes targeted by therapeutic Mabs, including class I and class III S309, explaining their reduced sensitivity to neutralization by sera and S309. Together, our findings provide insight into neutralization resistance of newly emerged JN.1 subvariants and suggest that future vaccine formulations should consider JN.1 spike as immunogen, although the current XBB.1.5 monovalent vaccine could still offer adequate protection.
Auteurs: Shan-Lu Liu, P. Li, J. N. Faraone, C. C. Hsu, M. Chamblee, Y.-M. Zheng, C. Carlin, J. S. Bednash, J. C. Horowitz, R. K. Mallampalli, L. J. Saif, E. M. Oltz, D. Jones, J. Li, R. J. Gumina, K. Xu
Dernière mise à jour: 2024-05-21 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.20.595020
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.20.595020.full.pdf
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