Séquençage global et en cellules uniques du répertoire TCR dans la COVID-19 – SirocCo

La qualité de la réponse immunitaire adaptative (RIA) à la COVID-19 détermine probablement l'issue de la maladie. Une RIA équilibrée devrait permettre de contrôler rapidement l'infection et de protéger le patient, tandis qu'une réponse trop forte pourrait entraîner une détresse respiratoire aiguë et d'autres lésions tissulaires. Parmi la RIA, la réponse des lymphocytes T (LT) est désormais considérée comme un acteur clé dans l'issue de la COVID-19.
Nous suggérons que la spécificité de la réponse des LT est un déterminant majeur de l'issue de la COVID-19. Nous proposons d'analyser avec précision la composition du répertoire des récepteurs des LT (TCR) des principales populations de LT du sang et au site de l'inflammation. Au travers d’une étude préliminaire en utilisant des données de TCR publiques provenant du sang périphérique (SP) de patients atteints de COVID-19, nous avons identifié une signature TCR prédisant avec précision l'issue de la COVID-19 (décès ou guérison) indépendamment du CMH.
Cependant, une des principales limites de cette étude ainsi que de tous les jeux de données publiques disponibles est que les données ont été générées à partir de cellules mononucléaires du sang périphérique. Nous ne pouvons donc pas savoir si la signature prédisant l’issue de la COVID-19 provient de LT effectrices (Teffs) qui peuvent éliminer efficacement le virus ou de LT régulatrices (Tregs) qui préviennent l'immunopathologie, ou les deux.
Nous proposons ici d’appliquer nos stratégies de séquençage TCR sur (i) des Teffs (CD4 & CD8) et des Tregs triés à partir de SP de patients COVID-19, et (ii) en utilisant une approche single-cell sur le lavage bronchoalvéolaire (LBA), le site principal de l'inflammation de la COVID-19.
Nous avons déjà préparé et stocké une collection unique d'échantillons comprenant (i) les Teffs et Tregs du SP de 47 patients atteints de différentes formes de COVID-19, dont 5 enfants atteints du syndrome de Kawasaki; (ii) des échantillons de LBA de 8 patients atteints d'une forme sévère, que nous complétons actuellement à 24 échantillons (essai clinique Liliade, NCT04357444, le premier patient ayant été traité le 23 octobre 2020).
Ces échantillons seront analysés à l'aide de trois approches complémentaires maîtrisées par l'équipe :
- le séquençage TCR global d’environ 100 000 Tregs et 1 million Teffs du SP.
- le séquençage single-cell (TCR et transcriptome) d'environ 1 000 à 10 000 LT de LBA marqués avec des dextramères spécifiques du SarsCov2 et d’épitopes d'autres virus.
- exploration de la base de données publique iReceptor comptant 11 études, plus de 1 000 répertoires de patients COVID-19 avec un minimum d'informations cliniques (délais entre prélèvement et symptômes, âge, sexe, CMH,...)
Grâce à cette approche tryptique : (i) les signatures TCR de COVID-19 seront extraites des répertoires Teff et Treg en utilisant des algorithmes validés nous ayant permis d'identifier une signature COVID-19 à partir de données publiques ; (ii) la spécificité des TCR provenant du séquençage single-cell sera déduite de la liaison aux dextramères ; leur statut d'activation sera évalué par la transcriptomique et comparé à celui des LT ayant d'autres spécificités ; (iii) les TCR dentifiés par une approche seront recherchés dans l'autre ; (iv) les TCR des Teff et Treg liés à la COVID-19 seront validés à l'aide de données publiques ; (v) les TCR du SP et des LBA seront recherchés pour des spécificités connues type CMV, EBV ou virus de grippe. En effet, nous et d'autres avons trouvé de telles séquences dans des réponses immunitaires anti-tumorales ou dans d'autres infections, y compris SarsCov2.
Ces études devraient fournir des signatures TCR de Treg et Teffs qui décriront avec des détails la spécificité de la réponse des LT dans la COVID-19. Ces résultats permettront de (i) comprendre la pathophysiologie de la maladie, (ii) découvrir des biomarqueurs de gravité et (iii) concevoir des traitements et des vaccins.