L’infection par Omicron BA.1 des sujets préalablement vaccinés induit une modification à long terme du répertoire des lymphocytes B mémoires

Comprendre comment le variant d’un virus impacte un répertoire de lymphocytes B mémoires préexistant est une question fondamentale en immunologie. Une première hypothèse est que le répertoire des lymphocytes B mémoires se restreindrait sur les épitopes conservés, limitant la diversité du répertoire. Alternativement, une réponse de novo à partir de lymphocytes B naïfs, dirigée contre les néo-épitopes, pourrait se mettre en place et permettre de maintenir la diversité du répertoire. Afin de répondre à cette question, nous avons analysé longitudinalement la réponse humorale et lymphocytaire B spécifique du RBD jusqu’à 6 mois après l’infection par le variant BA.1 (Omicron) du SARS-CoV-2 de sujets préalablement vaccinés par vaccin à ARNm (BNT162b2). Nous avons inclus 15 patients ayant été infectés par Omicron BA.1 après la 3e dose de vaccin à ARNm, que nous avons prélevé < 1 mois après l’infection, 2 mois après l’infection et 6 mois après l’infection. Pour 4 d’entre eux des échantillons étaient disponibles avant l’infection par Omicron après la 2e et/ou la 3e dose. Nous avons caractérisé la réponse lymphocytaire B mémoire spécifique de la Spike et du RBD grâce notamment grâce à l’association de la cytométrie en flux multiparamétrique, de l’étude transcriptome en cellule unique couplé à la spécificité antigénique des lymphocytes B CD19+ IgD−, et de la culture en cellule unique des lymphocytes B mémoires spécifiques de la Spike ou du RBD. Ce système de culture en cellule unique permet l’analyse conjointe du transcrit de la chaîne lourde et la réalisation de tests fonctionnels de l’immunoglobuline de ces lymphocytes B, dont la mesure d’affinité par Biolayer Interferometry et le potentiel de neutralisation in vitro contre le virus du SARS-CoV-2. Par ailleurs, 15 patients ayant reçu trois doses de vaccin à ARNm et n’ayant pas été infectés par Omicron ont été inclus comme contrôles. L’infection par Omicron BA.1 induisait une augmentation des titres d’IgG contre le RBD ancestral (Hu-1) et de BA.1 de façon significative par rapport aux sujets non infectés, et induisait une forte prolifération des mémoires spécifiques du RBD, qui s’activaient et exprimaient le CD71. Les lymphocytes B mémoires mobilisés dans la réponse contre Omicron étaient cross-réactifs contre les RBD Hu-1 et BA.1 et il n’était pas observé de lymphocyte B mémoire reconnaissant spécifiquement le RBD de BA.1 et ce jusqu’à 6 mois après l’infection. Les lymphocytes B mémoires spécifiques du RBD étaient essentiellement très mutés, témoignant du recrutement préférentiel des lymphocytes B mémoires préexistants. Néanmoins, la hiérarchie clonale des lymphocytes B mémoires spécifiques du RBD était fortement modifiée par l’infection, avec la détection de clones existants précédemment à des faibles fréquences ou bien provenant de lymphocytes B naïfs cross-réactifs, limitant ainsi l’effet négatif de l’« immune imprinting ». La mesure de l’affinité de l’immunoglobuline contre les RBD de BA.1, BA.2 et BA.5 de plusieurs centaines de lymphocytes B mémoires spécifiques du RBD a permis de montrer qu’il se mettait en place une maturation d’affinité contre le RBD de BA.1 au décours de l’infection, notamment sur les épitopes immunodominants conservés dans BA.1. Cela allait de pair avec une augmentation des capacités de neutralisation in vitro du BA.1 SARS-CoV-2. Enfin, nos résultats suggèrent que ces modifications à long terme du répertoire sont à la fois dépendantes et indépendantes des centres germinatifs. Nos données montrent qu’au décours de l’infection par Omicron BA.1, malgré la mobilisation de lymphocytes B cross-réactifs, la réaction des centres germinatifs permet le maintien de la diversité et la maturation des lymphocytes B mémoires contre BA.1, apportant un degré de complexité supplémentaire au concept de péché originel antigénique. Dans le contexte du déploiement de vaccins adapté aux nouveaux variants du SARS-CoV-2, comprendre comment générer une réponse de novo contre les néo-épitopes est une question cruciale.