Des scientifiques mettent au point une nouvelle méthode pour mesurer la mémoire immunitaire et la réponse au SRAS-CoV-2 dans les voies nasales

Des scientifiques du La Jolla Institute for Immunology (LJI) ont publié la première analyse approfondie de la mémoire des cellules immunitaires dans les voies respiratoires supérieures de volontaires adultes. Parmi ces cellules immunitaires, les chercheurs ont repéré des cellules mémoires « résidentes dans les tissus », prêtes à défendre les voies respiratoires contre le SARS-CoV-2 et d’autres maladies respiratoires.

« Nous avons enfin pu examiner de plus près l’anatomie de l’infection, c’est-à-dire ce qui se passe lorsqu’un virus infecte les tissus des voies respiratoires supérieures », explique Sydney Ramirez, MD, Ph.D., instructrice du LJI et première auteure de l’étude. Nature étude intitulée « Diversité de la mémoire immunologique dans les voies aériennes supérieures humaines ».

Les chercheurs ont également pu observer pour la première fois comment les cellules immunitaires qui résident dans les voies nasales fonctionnent aux côtés des cellules immunitaires qui circulent dans la circulation sanguine. Ces deux types de cellules immunitaires semblent essentiels pour lutter contre les infections des voies respiratoires supérieures et pour développer une immunité à long terme contre des agents pathogènes spécifiques.

« Nous avons découvert qu’il existe en fait une importante mémoire immunitaire physiquement présente dans vos voies respiratoires supérieures. Cela signifie que vous n’avez pas nécessairement besoin d’attendre que des cellules immunitaires ailleurs dans le corps trouvent leur chemin dans vos voies respiratoires supérieures pour combattre une infection », explique Shane Crotty, Ph.D., professeur et directeur scientifique en chef du LJI, auteur principal de la nouvelle étude.

Les scientifiques affirment que ces résultats pourraient conduire à la mise au point de meilleurs vaccins pour renforcer la protection immunitaire. « Cette découverte nous aide à comprendre l’immunité aux agents pathogènes et, espérons-le, nous aidera à développer de nouveaux vaccins contre les virus qui infectent les voies respiratoires », explique Crotty.

Caché dans les voies respiratoires

Les chercheurs ont découvert que les cellules immunitaires telles que les lymphocytes T et B réagissent rapidement à la vaccination ou à l’infection par le SARS-CoV-2. Ils ont mesuré une grande variété de lymphocytes T et B, qui ont des fonctions diverses dans l’immunité et l’inflammation.

Les chercheurs ont également découvert que les voies respiratoires abritent des populations de cellules immunitaires à mémoire spécifiques aux virus, notamment des cellules T à mémoire résidant dans les tissus, des cellules B à mémoire et des cellules productrices d’anticorps. Les cellules B à mémoire peuvent s’activer pour produire de puissants anticorps antiviraux et antibactériens afin de protéger le nez et la gorge des infections.

Ramirez qualifie la découverte de ces cellules immunitaires à longue durée de vie de « vraiment frappante ». Ces cellules immunitaires spécialisées, « résidentes dans les tissus », étaient adaptées à la survie dans les voies respiratoires supérieures et y sont restées pendant au moins six mois.

Les végétations adénoïdes en action

Les scientifiques ont également constaté que les adénoïdes devenaient plus actifs en réponse à une infection. Les adénoïdes sont des tissus sentinelles uniques du système immunitaire qui se trouvent à l’arrière des voies nasales, juste au-dessus du haut de la gorge. Ils prélèvent des échantillons de l’air que nous respirons et abritent des centres germinatifs, qui produisent des cellules B qui combattent les maladies et fabriquent des anticorps.

Les végétations adénoïdes sont connues pour rétrécir à l’âge adulte. « De nombreux chercheurs médicaux ont supposé qu’à partir d’un certain âge, les amygdales disparaissaient et les végétations adénoïdes disparaissaient », explique Ramirez.

Mais la nouvelle étude montre que même les participants les plus âgés avaient des cellules combattant les agents pathogènes dans leur tissu adénoïde. Ces cellules B « du centre germinatif » ont été spécialement entraînées à combattre des virus spécifiques, comme le SARS-CoV-2. Les chercheurs ont également découvert des cellules immunitaires appelées cellules T auxiliaires folliculaires, qui envoient des signaux importants aux cellules B dans les centres germinatifs.

« Ces cellules sont très importantes et elles n’ont pas été faciles à échantillonner dans le passé », explique le co-auteur de l’étude, Paul Lopez, Ph.D., technicien de recherche au Crotty Lab qui a travaillé en étroite collaboration avec Farhoud Faraji, MD, Ph.D., du Crotty Lab et L. Benjamin Hills, MD, Ph.D., à l’UC San Diego.

Une nouvelle technique prometteuse

De nombreuses maladies se propagent dans l’organisme en infectant d’abord les voies respiratoires supérieures. Jusqu’à présent, cependant, il était étonnamment difficile de prélever ces cellules, et les chercheurs qui les échantillonnent les trouvent souvent trop dégradées pour être analysées.

Pour la nouvelle étude, les chercheurs ont travaillé en étroite collaboration avec la directrice clinique du LJI, Gina Levi, RN, et les coordinateurs cliniques du John and Susan Major Center for Clinical Investigation du LJI pour développer une nouvelle technique d’écouvillonnage pour échantillonner ces cellules immunitaires insaisissables.

L’équipe de Levi a rencontré chaque mois les participants à l’étude et a utilisé des écouvillons pour recueillir des cellules immunitaires dans leurs voies nasales. Pour s’assurer que les écouvillons atteignaient les bons tissus et échantillonnaient correctement les adénoïdes, l’équipe du LJI a travaillé avec les experts en chirurgie de l’UC San Diego, Carol H. Yan, MD, et Adam S. DeConde, MD, dont les compétences en endoscopie ont permis de collecter des écouvillons tout en utilisant une caméra (endoscope) pour documenter le site de collecte d’échantillons dans la cavité nasale.

La rapidité a également été un facteur clé de réussite. Les chercheurs ont découvert qu’ils pouvaient éviter la perte et la dégradation des cellules en traitant les échantillons le jour même et en ne les congelant pas.

« Mes coordinateurs et moi-même avons pu faire prélever des échantillons sur les participants à l’étude avant 13 heures chaque jour », explique Levi, co-auteur de la nouvelle étude. « Nous avions tout ce qu’il fallait pour traiter les cellules immédiatement, puis Sydney restait tard pour analyser les échantillons. »

Prochaines étapes pour mesurer l’immunité

Les chercheurs du LJI s’intéressent désormais à l’étude de la façon dont les populations de cellules immunitaires des voies respiratoires évoluent en réponse aux vaccins intranasaux, comme le vaccin antigrippal FluMist, qui est pulvérisé dans le nez. Ils continuent également d’échantillonner certains volontaires de l’étude pour suivre la durée pendant laquelle leurs populations de cellules immunitaires, notamment ces cellules mémoires B et T utiles, restent stables.

Lopez affirme que la technique d’écouvillonnage et la méthode d’analyse peuvent également s’avérer importantes pour les immunologistes qui étudient d’autres aspects du système immunitaire, tels que les cellules immunitaires impliquées dans la rhinosinusite chronique due aux allergies.

« Il serait très intéressant de mesurer les cellules immunitaires au cours de différents états pathologiques et peut-être d’utiliser ces informations comme un éventuel outil de diagnostic à l’avenir », explique Lopez.