Des anticorps neutralisants préexistants ciblant des épitopes structurellement divers de l’interféron de type I sont à l’origine de formes sévères de COVID-19

Introduction

Les anticorps neutralisants anti-interféron de type I (AcIFN-I) sont associés aux formes les plus sévères de COVID-19 (Bastard, Science 2020) et semblent expliquer, pour partie, la variabilité inter-individuelle de la réponse immune face à l’infection. Nous avons cherché à déterminer l’origine cellulaire et la dynamique de maturation des lymphocytes B (LB) anti-IFNα2 et/ou IFNω1 au cours du COVID-19.

Patients et méthodes

Nous avons analysé des prélèvements sanguins de patients hospitalisés à la phase précoce (<14 jours) d’une pneumonie COVID-19 sévère (score OMS ≥ 5) présentant ou non des AcIFN-I, et de patients avec des défauts génétiques ou acquis de la tolérance centrale T présentant des AcIFN-I. Les LB CD19+ IgG+ spécifiques de l’IFNα2 et/ou IFNω1 ont été triés en cellule unique, en utilisant des tétramères afin de réaliser : 1/le séquençage VDJ de leur BCR, 2/la génération d’anticorps recombinants spécifiques de l’IFNα2 et/ou IFNω1, 3/l’analyse en interférométrie biocouche (BLI) de leur affinité, 4/l’analyse de leur capacité de neutralisation et 5/l’étude structurelle de l’interaction avec leur(s) épitope(s).

Résultats

Nous avons détecté des LB anti-IFNα2 chez 24 des 28 patients atteints de COVID-19 sévère avec AcIFN-I (médiane 0,1 % [0,01-0,81] des LB circulants CD19+ IgG+), aucun chez les patients sans AcIFN-I (n = 11) et chez les donneurs contrôles (n = 14). Nos analyses ont mis en évidence que les cellules B IFNα2 spécifiques des patients atteints de COVID-19 étaient hautement mutées, de façon comparable à celles des patients avec des défauts de la tolérance centrale T. Les anticorps issus de ces cellules étaient de forte affinité (KD inférieurs à 10⁻⁹ M pour 78 % des clones), pour moitié cross-réactifs avec l’IFNω1, et neutralisants (62 % à la concentration de 0,1 ng/mL). La réversion des séquences germline des anticorps anti-IFNα2 a révélé que les LB naïfs à l’origine de la réponse immune liaient l’IFNα2 avec une affinité mesurable mais moindre et sans capacité de neutralisation, soulignant le rôle du centre germinatif, dans l’acquisition de leur pouvoir neutralisant par l’acquisition de mutations somatiques. En réexprimant 32 anticorps monoclonaux anti-IFN-α2/-ω1, nous avons ensuite étudié la base structurelle de la reconnaissance de ces anticorps en BLI de compétition et mis en évidence 3 groupes non compétitifs d’anticorps. Puis nous avons obtenu des structures cristallines de complexes d’AcIFN-I avec l’IFNα2 et modélisé les sites de liaison d’une centaine d’anticorps en utilisant le logiciel de prédiction alphaFold3, révélant une large diversité de sites antigéniques reconnus au sein de différentes classes d’anticorps ciblant notamment les sites d’interaction de l’IFNAR-2 et de l’IFNAR-1.

Conclusion

Notre travail démontre que des LB de haute affinité contre les interférons de type I sont générés dans le centre germinatif avant l’infection par le SARS-CoV2, met en évidence la grande diversité structurelle des épitopes reconnus et suggère que des défauts de tolérance des cellules T sont à l’origine des AcIFN-I chez la plupart des patients.