Immunologie du COVID-19 pour les non-immunologistes par Akiko Iwasaki, Ph.D. (Anglais)

Présentation

Bonjour. Je suis la professeure Akiko Iwasaki, immunologue. J'entends souvent des questions telles que : « Quelle est la différence entre anticorps et immunité ? ». Avec l'aide de BioRender, j'ai conçu « Immunologie 101 », un tutoriel destiné aux non-spécialistes. 

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Le système immunitaire protège l'organisme hôte contre les agents pathogènes envahisseurs tels que les virus, les bactéries, les champignons et les parasites. Pour ce faire, il déploie deux couches : l'immunité innée et l'immunité adaptative. L'immunité innée agit quelques minutes après l'infection pour éliminer l'agent pathogène. Il s'agit d'une solution non spécifique à court terme. Parallèlement, les cellules immunitaires innées induisent l'activation du système immunitaire adaptatif. Ce processus prend une à deux semaines à se mettre en place, mais une fois établi, l'immunité adaptative offre à l'hôte une défense spécifique à long terme contre l'agent pathogène.

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Approfondissons un peu. L'immunité innée commence par la détection des agents pathogènes microbiens grâce à des capteurs qui identifient des molécules ou des activités inhabituelles, un processus connu sous le nom de reconnaissance de motifs. Une fois que ces motifs microbiens sont détectés par ces capteurs, ils déclenchent une alarme immédiate par la sécrétion de cytokines et d'interférons. Les cytokines et les interférons se lient à leurs récepteurs sur les cellules environnantes pour aider à se protéger contre une invasion ultérieure. Ils induisent également la mort des cellules infectées afin d'arrêter la propagation du virus.

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Enfin, les cytokines interféron induisent également une autre série de signaux qui signalent aux globules blancs d'être recrutés sur le site de l'infection, afin de bloquer et d'attaquer les envahisseurs.

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Cependant, lorsque les cytokines sont déclenchées sans frein, elles peuvent endommager les cellules qui y répondent et paralyser le fonctionnement des organes. C'est ce qu'on appelle une tempête de cytokines, qui est à l'origine de maladies graves, dont la COVID-19. Lors d'une infection par le SARS-CoV-2, le virus infecte et se réplique dans les cellules épithéliales pulmonaires. Le virus est détecté par les macrophages via des récepteurs de reconnaissance de motifs, ce qui déclenche la sécrétion d'interférons et de cytokines. Toutefois, ce virus semble insensible aux effets antiviraux des interférons. Au lieu de cela, les cytokines recrutent davantage de globules blancs qui envahissent le tissu, créant une tempête de cytokines où de nombreuses cellules contribuent à la sécrétion d'une grande quantité de cytokines différentes.

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Certaines de ces cytokines incluent celles qui induisent des dépôts de fibrine et endommagent les vaisseaux sanguins, provoquant une fuite de liquide dans les alvéoles, ce qui entraîne une insuffisance respiratoire. Les virus bloquent la sécrétion et la fonction des cytokines et des interférons afin de pouvoir se répliquer et se propager en échappant au système de défense immunitaire inné de l'hôte. Lorsque cela se produit, l'organisme active la deuxième couche du système immunitaire : la réponse immunitaire adaptative. Les lymphocytes T et B, acteurs clés du système immunitaire adaptatif, nécessitent une éducation par les cellules dendritiques. Les cellules dendritiques sont des globules blancs spécialisés qui surveillent les tissus à la recherche d'agents pathogènes potentiels.

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Une fois que les cellules dendritiques détectent des agents pathogènes via leurs récepteurs de reconnaissance de motifs, elles ne se contentent pas de sécréter des cytokines, elles émettent également des signaux pour migrer vers les ganglions lymphatiques adjacents. Les lymphocytes T et B naïfs, non éduqués, présents dans les ganglions lymphatiques, interagissent alors avec les cellules dendritiques.

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Si leurs récepteurs correspondent à l'antigène présenté par les cellules dendritiques, ils sont activés, se multiplient et deviennent ce que l'on appelle des lymphocytes effecteurs. Ces lymphocytes effecteurs migrent vers le site de l'infection, tuent directement les cellules infectées et bloquent la propagation virale en sécrétant des anticorps spécifiques. Ces globules blancs spécialisés, les lymphocytes T et B, sont appelés à agir par les cellules présentatrices d'antigènes.

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Une fois arrivés dans le tissu cible, les lymphocytes T, transformés en soldats tueurs, détectent des fragments viraux spécifiques à la surface des cellules infectées et les détruisent, éliminant ainsi la source de l'usine virale. Les anticorps sécrétés par les lymphocytes B se lient à la surface du virus et bloquent son entrée dans les cellules hôtes. Ce sont les anticorps neutralisants. Les lymphocytes B sécrètent également des anticorps non neutralisants qui appellent d'autres globules blancs, tels que les cellules tueuses naturelles (NK), pour éliminer les cellules infectées par le virus.

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Les cellules tueuses naturelles sont des cellules tueuses professionnelles, mais elles ont besoin de l'aide des anticorps pour diriger leurs armes contre les cellules infectées. Ce qui est fascinant avec le système immunitaire adaptatif, c'est que les lymphocytes T et B deviennent des cellules mémoire et assurent une défense immunitaire sur le long terme.

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Les lymphocytes T et B mémoire survivent pendant des années et sont capables de se défendre contre le même agent pathogène lors d'une seconde exposition, bien mieux que les lymphocytes non entraînés. Ainsi, lors de votre deuxième rencontre avec le même virus, vos lymphocytes B mémoire seront rapidement stimulés pour produire des anticorps en plus grande quantité et de meilleure qualité. De même, les lymphocytes T mémoire offrent une protection rapide et robuste, surtout s'ils se trouvent sur le site d'entrée du virus. Certains lymphocytes B deviennent des plasmocytes, qui sécrètent des quantités massives d'anticorps pendant des années.

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Si vous avez été vacciné durant votre enfance, il est probable que vous possédiez encore des anticorps contre les antigènes vaccinaux des décennies plus tard. Les anticorps se lieront immédiatement à l'agent pathogène envahisseur et bloqueront sa propagation.

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Les tests sérologiques détectent le taux d'anticorps contre divers agents pathogènes et constituent un bon indicateur d'une exposition antérieure à un pathogène ou d'une vaccination. La durée de vie des anticorps dépend du type d'agent pathogène : les anticorps contre la rougeole persistent pendant des décennies, tandis que ceux contre les coronavirus responsables du rhume durent de 1 à 2 ans. Cependant, vous conservez des lymphocytes B et T mémoire capables de relancer la production d'anticorps et l'activité des cellules tueuses lors d'une seconde exposition. Vous êtes toujours bien mieux protégé que lorsque vous étiez naïf face à l'agent pathogène.

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Toutefois, le moyen le plus sûr et le plus fiable d'acquérir l'immunité reste la vaccination. Les vaccins sont conçus pour déclencher une immunité robuste et durable, supérieure à celle obtenue par une infection naturelle. C'est le seul moyen sûr de développer une immunité collective. L'immunité collective désigne la protection obtenue au niveau de la population lorsque suffisamment de personnes sont immunisées contre un agent pathogène donné.

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Pour les virus hautement infectieux comme le SARS-CoV-2, la majorité de la population doit être immunisée afin de conférer une protection collective à ceux qui ne le sont pas encore. Il existe plus de 100 candidats vaccins contre le SARS-CoV-2.

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Nous espérons que certains d'entre eux fourniront une immunité durable et efficace, médiée à la fois par les anticorps et les lymphocytes T, pour nous aider à stopper la propagation du COVID-19. Merci de votre attention.

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