Une nouvelle étude a montré que la variation de la personne à la personne dans l’immunité des anticorps joue un rôle clé dans la mise en forme que les souches de grippe (grippe) dominent dans une population.
L’œuvre, publiée aujourd’hui en tant que préparation révisée dans elifeutilise un essai basé sur le séquençage à haut débit pour quantifier l’immunité des anticorps contre les souches de grippe H3N2 circulantes chez les enfants et les adultes.
Les éditeurs décrivent cela comme une étude importante qui fait progresser notre compréhension de l’immunité au niveau de la population et dit que la force des preuves est convaincante. Le travail intéressera les immunologues, les virologues, les développeurs de vaccins et les chercheurs travaillant sur la modélisation mathématique des maladies infectieuses.
Les virus de la grippe accumulent des mutations qui les aident à échapper aux anticorps générés par le système immunitaire après des infections ou des vaccinations antérieures. Ce processus signifie que les gens peuvent être réinfectés avec la grippe plusieurs fois dans leur vie, et les vaccins doivent être régulièrement mis à jour pour rester efficaces. La réponse immunitaire humaine à la grippe est façonnée par une variété de facteurs, y compris les souches qu’un individu a rencontrées précédemment.
« Les différences dans les histoires d’infection et de vaccination au sein d’un groupe de personnes signifient que l’immunité de population à une variante spécifique de la grippe est très variée », explique Caroline Kikawa, une auteur codirige, un MD / Ph.D. Étudiant au Département des sciences du génome, Université de Washington, Seattle, États-Unis, et la Division des sciences de base et du programme de biologie informatique, Fred Hutch Cancer Center, Seattle, États-Unis
« Comprendre comment cette variété dans les anticorps à travers une population affecte le succès évolutif des nouvelles souches de grippe est restée difficile, en partie parce que les méthodes conventionnelles pour quantifier les niveaux d’anticorps sont trop lentes et ne peuvent évaluer qu’une poignée d’échantillons à la fois. » Kikawa a été auteur principal de l’étude aux côtés d’Andrea Loes, scientifique du personnel et directeur de laboratoire du programme principal de l’auteur Jesse Bloom, Division of Basic Sciences and Computational Biology Program, Fred Hutch Cancer Center.
Pour relever ce défi, Kikawa, Loes et ses collègues ont développé un test de neutralisation à haut débit pour mesurer la façon dont les échantillons de sérum individuels – la composante du sang qui contient des anticorps – peuvent bloquer l’infection par un panel de différents virus de la grippe. Le haut débit fait référence à la capacité du test à traiter simultanément de grandes quantités de données.
L’équipe a produit des virus exprimant 78 protéines d’hémagglutinine (HA) distinctes à partir de virus de la grippe circulant 2023 et de souches de vaccination récentes, et a marqué chacun avec un « code-bar » génétique unique. Les protéines HA font partie du virus reconnu par les anticorps et peuvent changer rapidement pour échapper à la réponse immunitaire. L’équipe a mélangé ces virus avec des sérums et a utilisé une technique appelée séquençage Illumina pour quantifier la façon dont chaque virus a été neutralisé.
En utilisant cette approche, les chercheurs ont mesuré les titres de neutralisation – une mesure de la quantité de sérum nécessaire pour neutraliser le virus – contre les 78 variantes de grippe utilisant 150 échantillons de sérum, des enfants et des adultes, collectés en 2023 aux États-Unis. Au total, ils ont généré plus de 11 000 mesures de titre individuelles, créant un instantané détaillé de l’immunité de la population au début de la saison de grippe 2023-2024.
Les résultats ont montré une grande variation des réponses de neutralisation entre les individus. Par exemple, certains des sérums collectés auprès d’enfants ont fortement neutralisé presque toutes les souches testées, tandis que d’autres ont eu une réponse beaucoup plus faible. Les adultes ont généralement montré une immunité plus cohérente, mais présentaient toujours des variations considérables individuellement.
Dans l’ensemble, les taux les plus élevés de réponses de neutralisation ont été trouvés dans un sous-ensemble d’enfants, conformément à l’idée que la neutralisation des réponses d’anticorps est la plus élevée aux souches rencontrées au cours des premières décennies de la vie. Il se pourrait également que les enfants soient plus sujets à la grippe et pourraient donc être plus susceptibles d’avoir un renforcement immunologique récent. Ces résultats soulignent que l’immunité à la grippe est hautement personnalisée.
Pour évaluer comment cette variation affecte l’évolution du virus, les chercheurs ont comparé les titres de neutralisation aux taux de croissance de chaque souche virale pendant la saison de la grippe 2023. Ils ont utilisé un modèle statistique appelé régression logistique multinomiale pour analyser comment la fréquence de chaque souche a changé au fil du temps dans la population humaine, et l’a comparé à la fraction d’échantillons de sérum qui avaient de faibles titres de neutralisation contre chaque souche.
Ils ont constaté que les souches qui se propagent le plus avec succès étaient celles qui ont échappé à la neutralisation dans une plus grande fraction des sérums. Plus précisément, les souches étaient plus susceptibles de croître en fréquence lorsqu’un pourcentage élevé d’individus avait des titres inférieurs à un seuil, indiquant une immunité plus faible contre cette souche. Cela suggère que les tests de neutralisation à grande échelle basés sur le séquençage peuvent aider à éclairer notre compréhension de l’évolution du virus de la grippe.
Cette relation s’est tenue lorsque la neutralisation a été mesurée à l’aide de sérums individuels, mais pas lorsque les sérums ont été regroupés. Dans certains systèmes de surveillance des virus, des échantillons de sérum regroupés sont utilisés pour estimer l’immunité de la population. Cependant, cette constatation suggère que les mesures regroupées peuvent ne pas capturer la gamme complète des réponses observées chez les individus.
« Nos résultats montrent que la variation immunitaire au niveau individuel, et pas seulement l’immunité moyenne à travers la population, est un facteur clé pour déterminer les souches de grippe les plus réussies », explique Loes.
Bien que l’étude impliquait un grand nombre de mesures de titre, les auteurs notent que les échantillons ont été prélevés à partir d’un ensemble limité d’emplacements et de groupes d’âge. La plupart des échantillons d’enfants provenaient d’un hôpital de Seattle, tandis que des échantillons d’adultes ont été prélevés dans des cohortes vaccinées à Philadelphie et en Australie. En conséquence, l’ensemble de données peut ne pas refléter pleinement les modèles globaux d’immunité.
« Il s’agit néanmoins de l’un des plus grands ensembles de données reliant l’immunité des anticorps humains au succès des souches du virus de la grippe dans une population », a déclaré Jesse Bloom, auteur principal de l’auteur et HHMI, au professeur de la division des sciences de base et au programme de biologie informatique de Fred Hutch Hutch, et professeur d’affiliation de scénies de génome à l’Université de Washington.
« Il fournit un cadre pour comprendre comment les diverses histoires immunitaires peuvent affecter l’évolution virale. Ces méthodes pourraient compléter les systèmes de surveillance existants et soutenir les décisions de composition des vaccins en fournissant des informations plus détaillées sur l’immunité de la population. »
