Course contre une épidémie mondiale : mécanismes infectieux

Contexte

La famille des coronavirus n’est pas nouvelle ; c’est la seconde cause de rhumes ou infections des voies respiratoires supérieures chez l’homme. Le virus qui occupe actuellement le monde entier est un cousin distant qui nous vient du monde animal. Les virus animaux, qui réussissent à infecter l’homme, peuvent se révéler être des ennemis redoutables en raison de l’absence d’immunité préexistante dans la population humaine. Le Covid présente un taux de mortalité aujourd’hui estimé à près de 100 fois plus élevé que la grippe saisonnière. L’épidémie ayant conduit l’OMS à déclarer une « urgence de santé publique sanitaire de portée internationale » se révèle de plus en plus complexe et est loin d’être contrôlée. Les scientifiques observent, au jour le jour, l’émergence de cette nouvelle épidémie, situation unique où se mêlent sciences médicales, sociales, géopolitiques et défis de communication. Le virus dicte le rythme et les autorités de santé publique sont parfois prises de court par le mode de contagiosité et la virulence de l’épidémie. Des mesures de quarantaine et d’hygiène sont mises en place pour éviter la propagation de la maladie. Mais encore faut-il comprendre les mécanismes d’infection du virus pour être capable de le défier, aujourd’hui comme demain.

Projet

Ce projet vise à comprendre les mécanismes d’infection SARS-CoV-2 dans le cadre de l’épidémie Covid-19 afin d’obtenir des informations cruciales pour des interventions thérapeutiques.

Voici ce qui a été réalisé durant les premiers mois de pandémie, et les études en cours, au Centre hospitalo-universitaire des maladies virales émergentes (CHUMVE) :

En recherche fondamentale : 
- Très rapidement, dès le début de la première vague épidémique, des tests sérologiques ont été mis au point. Ces tests, réalisés sur des prélèvements sanguins, analysent les taux d'anticorps contre le coronavirus SARS-CoV2. L'information sur le niveau d'immunité de la population est essentielle pour suivre l'évolution de la pandémie et proposer des mesures sanitaires adéquates. Ces tests ont donc été validés par le Centre hospitalo-universitaires genevois des maladies virales émergentes. Ils ont fait l'objet d'une publication scientifique dans le journal Clinical Microbiology and Infection. 
Validation of a commercially available SARS-CoV-2 serological immunoassay. B. Meyer, G. Torriani, S. Yerly, L. Mazza, A. Calame, I. Arm-Vernez, G. Zimmer, T. Agoritsas, J. Stirnemann, H. Spechbach, I. Guessous, S. Stringhini, J. Pugin, P. Roux-Lombard, L. Fontao, C.-A. Siegrist, I. Eckerle, N. Vuilleumier, L. Kaiser, for the Geneva Center for Emerging Viral Diseases. June 2020. Clinical Microbiology and Infection. 2020 ; 26 (10) : 1386-1394.

- Grâce à ces tests, et en collaboration avec de multiples partenaires locaux, les équipes de recherche des HUG et de l’Université de Genève ont pu conduire une étude permettant de répondre à une question clé de santé publique à savoir quelle est la proportion de personnes infectées dans la population genevoise après la première vague ? Cette étude qui était une des premières de ce type en Europe et la première en Suisse a permis de mettre en évidence que seule 10% de la population a été infectée et a eu donc des conséquences majeures en termes des différentes interventions de santé publique à prévoir. Les résultats ont été publiés dans la prestigieuse revue The Lancet. 
Seroprevalence of anti-SARS-CoV-2 IgG antibodies in Geneva, Switzerland (SEROCoV-POP): a population-based study. S. Stringhini, A. Wisniak, G. Pimatti, A. S. Azman, SA. Lauer, H. Baysson, D. De Ridder, D. Petrovic, S. Schrempft, K. Marcus, S. Yerly, I. Arm-Verenz, O. Keiser, S. Hurst, KM. Posfay-Barbe, D. Trono, D. Pittet, L. Gétaz, F. Chappuis, I. Eckerle, N. Vuilleumier, B. Meyer, A. Flahault, L. Kaiser, I. Guessous. The Lancet August 2020 ; 396 :313-319.

- Comprendre si les enfants sont des vecteurs potentiels de l’infection est également essentiel. Les chercheurs ont évalué la proportion d’enfants chez qui il est possible de retrouver du virus vivant et contagieux. Ils ont ainsi prouvé que les enfants, les adolescents et les adultes présentent des charges virales infectieuses similaires. La publication dans Clinical infectious disease en parle.
SARS-CoV-2 viral load in the upper respiratory tract of children and adults with early acute COVID-19. S. Baggio, AG L'Huillier, S. Yerly, M. Bellon, N. Wagner, M. Rohr, A. Huttner, G. Blanchard-Rohner, N. Loevy, L. Kaiser, F. Jacquerioz, I. Eckerle. Clin Infect Dis. 2020 Aug 6

- Avec la constatation d’une seconde vague épidémique, de multiples perspectives s’imposent. Dans le domaine de la recherche appliquée diagnostique il nous faut innover dans l’utilisation de prélèvements alternatifs aux frottis nasopharyngés, des tests dits « antigéniques » rapides (ou similaires) ou des méthodes diagnostiques alternatives. En parallèle, les chercheurs du Centre hospitalo-universitaires genevois des maladies virales émergentes participent également à de multiples essais sur les outils diagnostiques. 

- Du côté des antiviraux, les études se poursuivent pour identifier la cible-clé dès le début de l'infection. Des découvertes sur le bleu de méthylène ouvrent de nouvelles pistes. (https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.08.14.251090v1.article-metrics and https://europepmc.org/article/PPR/PPR201237).

Ensemble, les scientifiques développent une recherche permettant de répondre à des questions à l’interface des sciences cliniques et fondamentales, concernant le comportement biologique du virus et sa susceptibilité à certains antiviraux. 

En recherche clinique :
Sur le plan clinique, le spectre des complications liées au SARS-CoV-2 est plus large que ce qui avait été initialement observé. Plusieurs lacunes subsistent dans notre compréhension des complications à court et à long terme et leur relation avec les réponses immunitaires innées et acquises. Chez certains individus, le Covid évolue d'une maladie indolente à un syndrome de détresse respiratoire aiguë en raison d'effets cytopathiques directs et d'une altération de l'expression des médiateurs immunitaires, avec une réduction des réponses à l'interféron de type I (IFN) jouant probablement un rôle clé dans l’activation du système immunitaire. On ne sait toujours pas pourquoi certaines personnes souffrent d'une telle pathologie dévastatrice alors que beaucoup d'autres ont des infections légères ou même asymptomatiques. De plus, les réactions immunitaires sévères de type Kawasaki observées chez les enfants et les jeunes adultes malgré une infection majoritairement bégnine chez ces sujets, restent à étudier. 

Enfin, une diminution rapide des anticorps et une réinfection ultérieure ont été décrites après une exposition au coronavirus humain (HCoV), faisant de l'évaluation de la durabilité immunitaire une priorité absolue.

Une cohorte Covid complète et longitudinale avec une infrastructure permettant une investigation clinique, virologique et immunologique approfondie est donc nécessaire pour élucider tous ces phénomènes et mieux identifier les personnes à risque, et cela d’autant plus qu’au cours de la prochaine saison hivernale, le SARS-CoV-2 circulera en même temps que le VHC ou d’autres agents infectieux respiratoires viraux, comme le virus de la grippe.

La caractérisation des réponses innées et adaptatives à ces infections virales permettra d'identifier les similitudes et les différences clés afin de mieux cibler l'immunopathologie du SARS-CoV-2. L’étude comparative fournira également des connaissances sur l’impact du SARS-CoV-2 sur la « forme » du système immunitaire inné et sa capacité à répondre aux infections ou aux vaccinations ultérieures.

Pour piloter ce projet, nous pouvons compter sur des équipes de chercheurs aux profils complémentaires, travaillant tous dans le domaine des virus respiratoires ou dans les maladies émergentes depuis de nombreuses années. Leurs propositions s’inscrivent dans une démarche à long terme, visant à consolider l’expertise locale au-delà de l’urgence de santé publique actuelle.

Pour plus d'informations sur ce virus, n'hésitez pas à consulter le site des Hôpitaux universitaires de Genève.

Ce projet est soutenu par deux fondations dont la Fondation du Groupe Pictet.
Une bourse CONFIRM a également été attribuée à ce projet par la Fondation privée des HUG, et grâce à la générosité d'une Fondation privée genevoise.

Où en sommes-nous ?

Novembre 2021 : Après maintenant plus de deux ans de travail assidu, le Centre des maladies virales émergentes a réalisé de nombreuses recherches, couronnées de succès et dont la présentation détaillée peut être lue dans diverses publications. Pour plus de détails, n'hésitez pas à découvrir les articles ci-dessous :

Etudes portant sur les tests rapides de diagnostic :

• Diagnostic accuracy of two commercial SARS-CoV-2 antigen-detecting rapid tests at the point of care in community-based testing centers. Berger A, Nsoga MTN, Perez-Rodriguez FJ, Aad YA, Sattonnet-Roche P, Gayet- Ageron A, Jaksic C, Torriani G, Boehm E, Kronig I, Sacks JA, de Vos M, Bausch FJ, Chappuis F, Renzoni A, Kaiser L, Schibler M, Eckerle I. PLoS One. 2021 Mar 31;16(3):e0248921. doi: 10.1371/journal.pone.0248921. PMID: 33788882; PMCID: PMC8011749.

Remerciements: “The study was supported by the Foundation for Innovative New Diagnostics, the Fondation privée des HUG and Pictet Charitable Foundation ”.

• Diagnostic accuracy of Panbio rapid antigen tests on oropharyngeal swabs for detection of SARS-CoV-2. Ngo Nsoga MT, Kronig I, Perez Rodriguez FJ, Sattonnet-Roche P, Da Silva D, Helbling J, Sacks JA, de Vos M, Boehm E, Gayet-Ageron A, Berger A, Jacquerioz- Bausch F, Chappuis F, Kaiser L, Schibler M, Renzoni A, Eckerle I. PLoS One. 2021 Jun 24;16(6):e0253321.

Remerciements: “This work was supported by Foundation of Innovative Diagnostics (FIND), by Private HUG Foundation and by Pictet Charitable Foundation”.

• SARS-CoV-2 rapid diagnostic tests for emerging variants. Bekliz M, Adea K, Essaidi-Laziosi M, Sacks JA, Escadafal C, Kaiser L, Eckerle I. Lancet Microbe. 2021 Aug;2(8):e351. doi: 10.1016/S2666-5247(21)00147-6. Epub 2021 Jun 29. PMID: 34223400; PMCID: PMC8241290.

Remerciements : “This work was supported by the Swiss National Science Foundation (grant number 196383), the Fondation Ancrage Bienfaisance du Groupe Pictet, and the Foundation for Innovative New Diagnostics (FIND)”.

• Analytical performance of eleven SARS-CoV-2 antigen-detecting rapid tests for Delta variant. Bekliz M, Adea K, Essaidi-Laziosi M, Sacks JA, Escadafal C, Kaiser L, Eckerle I. Lancet Microbe (accepted 25.10.2021).

Remerciements : “This work was supported by the Swiss National Science Foundation (grant number 196383), the Fondation Ancrage Bienfaisance du Groupe Pictet, and FIND, the global alliance for diagnostics. The Swiss National Science Foundation and the Fondation Ancrage Bienfaisance du Groupe Pictet had no role in data collection, analysis, or interpretation”.

Seuil d'infectiosité des échantillons cliniques

• Estimating clinical SARS-CoV-2 infectiousness in Vero E6 and primary airway epithelial cells. Essaidi-Laziosi M, Perez Rodriguez FJ, Hulo N, Jacquerioz F, Kaiser L, Eckerle I. Lancet Microbe. 2021 Aug 27. doi: 10.1016/S2666-5247(21)00216-0.

Remerciements : “This work was supported by the Private HUG Foundation, by the Pictet Charitable Foundation and by the Swiss National Science Foundation (196644, 196383)”.

Réponse immunitaire chez les patients COVID19

• Longitudinal Analysis of Inflammatory Response to SARS-CoV-2 in the Upper Respiratory Tract Reveals an Association with Viral Load, Independent of Symptoms. Vu DL, Martinez-Murillo P, Pigny F, Vono M, Meyer B, Eberhardt CS, Lemeille S, Von Dach E, Blanchard-Rohner G, Eckerle I, Huttner A, Siegrist CA, Kaiser L, Didierlaurent AM. J Clin Immunol. 2021 Sep 28:1–10.

Remerciements : “This work was supported by the Swiss National Science Foundation [Grant Number 31CA30_196732 / 1] and the Fondation de Bienfaisance du Groupe Pictet, the Fondation Ancrage, the Fondation Privée des HUG, and the Center for Emerging Viral Diseases”.

• Robust innate responses to SARS-CoV-2 in children resolve faster than in adults without compromising adaptive immunity. Vono M, Huttner A, Lemeille S, Martinez-Murillo P, Meyer B, Baggio S, Sharma S, Thiriard A, Marchant A, Godeke GJ, Reusken C, Alvarez C, Perez-Rodriguez F, Eckerle I, Kaiser L, Loevy N, Eberhardt CS, Blanchard-Rohner G, Siegrist CA, Didierlaurent AM. Cell Rep. 2021 Oct 5;37(1):109773.

Remerciements: ”This work was supported by the Swiss National Science Foundation (grant number 31CA30_196732/1 to C.-A.S.), the HUG Private Foundation, and the Pictet Charitable Foundation”.

• Clinical, virologic and immunologic features of a mild case of SARS-CoV-2 reinfection. Vetter P, Cordey S, Schibler M, Vieux L, Despres L, Laubscher F, Andrey DO, Martischang R, Harbarth S, Cuvelier C, Bekliz M, Eckerle I, Siegrist CA, Didierlaurent AM, Eberhardt CS, Meyer B, Kaiser L; Geneva Center for Emerging Viral Diseases. Clin Microbiol Infect. 2021 Feb 20;27(5):791.e1–4.

Remerciements:” Supported by the Fondation de Bienfaisance du Groupe Pictet, the Fondation Ancrage, the Fondation Privee des Hôpitaux Universitaires de Geneve, the Geneva Center for Emerging Viral Diseases and by the Center for Vaccinology Geneva University, Faculty of Medicine”.

• Antibody persistence in the first 6 months following SARS-CoV-2 infection among hospital workers: a prospective longitudinal study. L'Huillier AG, Meyer B, Andrey DO, Arm-Vernez I, Baggio S, Didierlaurent A, Eberhardt CS, Eckerle I, Grasset-Salomon C, Huttner A, Posfay-Barbe KM, Royo IS, Pralong JA, Vuilleumier N, Yerly S, Siegrist CA, Kaiser L; Geneva Centre for Emerging Viral Diseases. Clin Microbiol Infect. 2021 Jan 20;27(5):784.e1–8. doi: 10.1016/j.cmi.2021.01.005.

Remerciements:” The study was funded by the Fondation de Bienfaisance du Groupe Pictet, the Fondation Ancrage, the Fondation Privee des HUG, the Ernst and Schmidheiny foundation, the Geneva University Hospitals PRD grant, the Center for Vaccinology and the Centre for Emerging Viral Diseases”.

Étude épidémiologique

• Insights into household transmission of SARS-CoV-2 from a population- based serological survey. Bi Q, Lessler J, Eckerle I, Lauer SA, Kaiser L, Vuilleumier N, Cummings DAT, Flahault A, Petrovic D, Guessous I, Stringhini S, Azman AS; SEROCoV-POP Study Group. Nat Commun. 2021 Jun 15;12(1):3643. doi: 10.1038/s41467-021-23733-5.

Remerciements :” Funding was provided by Swiss Federal Office of Public Health, Swiss School of Public Health (Corona Immunitas research program), Fondation de Bienfaisance du Groupe Pictet, Fondation Ancrage, Fondation Privée des Hôpitaux Universitaires de Genève, and Center for Emerging Viral Diseases”.

• Risk of reinfection after seroconversion to SARS-CoV-2: A population-based propensity-score matched cohort study. Leidi A, Koegler F, Dumont R, Dubos R, Zaballa ME, Piumatti G, Coen M, Berner A, Darbellay Farhoumand P, Vetter P, Vuilleumier N, Kaiser L, Courvoisier D, Azman AS, Guessous I, Stringhini S; SEROCoV-POP study group. Clin Infect Dis. 2021 May 27:ciab495. doi: 10.1093/cid/ciab495.

Remerciements: ”This work was supported by the Swiss Federal Office of Public Health; the Private Foundation of the Geneva University Hospitals; the Swiss School of Public Health; the Charity Foundation of Groupe Pictet; the Fondation Ancrage; the Fondation des Grangettes; and the Center for Emerging Viral Diseases”.

Rôle de SRAS-CoV-2 dans le déclanchement de la réponse auto-immune

• SARS-CoV-2 infection as a trigger of humoral response against apolipoprotein A-1. Pagano S, Yerly S, Meyer B, Juillard C, Suh N, Le Terrier C, Daguer JP, Farrera-Soler L, Barluenga S, Piumatti G, Hartley O, Lemaitre B, Eberhardt CS, Siegrist CA, Eckerle I, Stringhini S, Guessous I, Kaiser L, Pugin J, Winssinger N, Vuilleumier N. Eur J Clin Invest. 2021 Nov;51(11):e13661. doi: 10.1111/eci.13661.

Remerciements:” This study was funded by the Swiss Federal Office of Public Health, Swiss School of Public Health (Corona Immunitas research programme), the Fondation de Bienfaisance du Groupe Pictet, the Fondation Ancrage, the Fondation Privée des HUG, the Center for Emerging Viral Diseases, the De Reuter (grant No. 657) and the Schmidheiny Foundation”.

Les coinfections impliquant SRAS-CoV-2 en pédiatrie

• Viral co-infections among SARS-CoV-2-infected children and infected adult household contacts. Pigny F, Wagner N, Rohr M, Mamin A, Cherpillod P, Posfay-Barbe KM, Kaiser L, Eckerle I, L'Huillier AG; Geneva Pediatric COVID Group. Eur J Pediatr. 2021 Jun;180(6):1991-1995. doi: 10.1007/s00431-021-03947-x. Epub 2021 Jan 27. PMID: 33502627; PMCID: PMC7838463.

Remerciements : ”This study was funded by the Fondation de Bienfaisance du Groupe Pictet and the Fondation privée des Hôpitaux Universitaires de Genève”.

Chefs de projet

Professeure Isabella Eckerle, Médecin adjointe agrégé, Service des maladies infectieuses, Département de médecine, Hôpitaux universitaires de Genève & Professeure associée, Faculté de médecine, Département de médecine, Université de Genève

Professeure Claire-Anne Siegrist, Médecine adjointe agrégée responsable d'unité, Service de pédiatrie générale, Département de la femme, de l'enfant et de l'adolescent, Hôpitaux universitaires de Genève & Professeure ordinaire, Faculté de médecine, Département pédiatrie, gynécologie et obstétrique, Université de Genève

Professeure Caroline Tapparel, Biologiste, Service de médecine de laboratoire, Département diagnostique, Hôpitaux universitaires de Genève & Professeure associée, Département de microbiologie et médecine moléculaire, Faculté de médecine, Université de Genève

Professeur Laurent Kaiser, Médecin chef de service, Service des maladies infectieuses, Département de médecine, Hôpitaux universitaires de Genève & Professeur ordinaire, Faculté de médecine, Département de médecine, Université de Genève

Docteure Pauline Vetter, Médecin cheffe de clinique, Service des maladies infectieuses, Département de médecine, Hôpitaux universitaires de Genève