Rôle probable de la protéine spike soluble codée par le vaccin dans les VITT après vaccination contre la Covid-19

Le tableau de thrombose associée à une thrombopénie tel qu'il a été décrit sous le terme de VITT après administration de vaccins anti-COVID 19 ayant recours à un adénovirus couplé à l'ADN codant pour la protéine spike du SARS-CoV-2 est une complication rare mais au pronostic le plus souvent fatal ayant amené à une modification des indications de ces vaccins et à différentes études afin d'en mieux comprendre la pathogénie.

Cette complication survient le plus souvent 5 à 30 jours après la première injection du vaccin ChAdOx1 nCoV-19 des laboratoires AstraZeneca, mais aussi parfois après la deuxième injection, et a été observée également après administration du vaccin Janssen.(Ref1).

Le tableau de VITT ressemble à celui de la thrombopénie auto-immune induite par l'héparine (TIH) qui est causée par l'apparition d'anticorps dirigés contre le PF4 ou contre des complexes Héparine-PF4, lesquels apparaissent à la surface des plaquettes après activation de celles-ci.

Chez les patients ayant présenté un tableau de VITT, aucun n'avait reçu d'héparine (ou héparines dérivées de faible poids moléculaire), et les anticorps étaient dirigés contre le PF4 lié à des polyanions différents de l'héparine.

La recherche du stimulus à l'origine de l'activation plaquettaire responsable de l'exposition du PF4 à la membrane plaquettaire et de la survenue subséquente de la formation d'anticorps n'a à ce jour pas complètement abouti.

Le vecteur adénovirus n’est pas le seul facteur en cause

Des travaux récemment publiés sont en faveur de composants du vecteur adénoviral lui-même comme pouvant être à l'origine des composés polyanioniques se couplant au PF4 (Ref2) ; dès lors, ces complexes vont être reconnus par des anticorps anti-PF4 spécifiques qui se fixant à la membrane des plaquettes vont à leur tour activer celles-ci et permettre le relargage de constituants provenant des polynucléaires neutrophiles réalisant de véritables pièges anti-viraux (NET) et de capacité procoagulante.

Toutefois, la description nouvelle d'un cas de VITT survenu après injection du vaccin Moderna utilisant la technologie de l'ARN messager, suggère que le vecteur adénovirus n'est pas le seul facteur étiologique en jeu dans cette complication.

Par ailleurs des travaux non encore publiés montrent que l'ADN couplé à l'adénovirus peut subir un phénomène de splicing aboutissant à la synthèse d'une protéine spike tronquée (ne comportant plus le fragment d'ancrage) mais capable d'activer les plaquettes et les cellules endothéliales vasculaires.

Les auteurs de l'article ont voulu tester l'hypothèse selon laquelle une protéine spike soluble (sSP) (probablement issue d'un phénomène de splicing) était le stimulus activant les plaquettes, à l'origine de ce tableau de VITT.

L'étude a concerné 3 patients atteints de VITT. Les 2 premiers cas, déjà publiés (Ref 3), présentaient un accident vasculaire cérébral dans le territoire de l'artère cérébrale moyenne, des thromboses veineuses extensives du territoire splanchnique et une thrombose de l'artère pulmonaire.

Le patient 3, homme âgé de 59 ans, a développé 11 jours après la vaccination une thrombose porte extra-hépatique complète et une thrombose partielle de la veine mésentérique supérieure. Le diagnostic de VITT a été confirmé par la positivité du test ELISA anti-PF4 ainsi que par la capacité de son sérum à induire une activation des plaquettes de sujets contrôles.

Un état d'hypercoagulabilité était observé chez les 3 patients avec VITT. Ainsi l'on notait une augmentation du taux des D-Dimères, du taux du FVIII et du Von Willebrand et une diminution du taux du FXIII (consommé au sein des thrombi).

Il existait également une activation de la cellule endothéliale vasculaire comme en témoignait l'augmentation importante de l'activité cofacteur de la ristocétine du facteur von Willebrand (reflétant la capacité à se lier à la glycoprotéine Ib plaquettaire).

La formation des NET enfin quantifiée par la mesure des complexes ADN-myéloperoxydase était augmentée.

Une thrombectomie du thrombus cérébral ayant pu être effectuée chez le patient 1, il a été procédé à une étude histologique révélant que le thrombus était constitué essentiellement de plaquettes et infiltré massivement par des polynucléaires neutrophiles.

Un double marquage immunologique montrait, grâce à l'utilisation d'anticorps spécifiques une colocalisation de la protéine spike et du CD61, marqueur spécifique des plaquettes. En immunohistochimie, l'utilisation d'un anticorps monoclonal anti-ACE2 et d'un anticorps polyclonal anti protéine spike montrait un marquage faible mais diffus de cette protéine co-localisant avec ACE2.

Les auteurs ont montré ensuite chez les 3 patients VITT que les taux sériques de sSP et de ACE2 soluble (provenant du récepteur membranaire ACE2), mesurés par tests immunologiques étaient augmentés. La mesure séquentielle du taux sérique de sSP chez le patient 1 révélait une augmentation persistante plus d'un mois après la survenue des thromboses.

Les sérums des 3 patients atteints de VITT ont ensuite été testés afin de rechercher leur capacité d'induire une activation des plaquettes lavées de donneurs sains : cette activation a été analysée en cytométrie en flux par la mesure du changement de conformation vers sa forme active de l'intégrine αIIbβ3, et par la mesure de la sécrétion des granules denses.

Les sérums des 3 patients atteints de VITT induisaient une activation des plaquettes contrôles de forte intensité. Cette activation était bloquée si les sérums étaient incubés préalablement au test avec un anticorps monoclonal anti-FcγRIIA qui bloque l'activation plaquettaire induite par les complexes anti -PF4/PF4-polyanions (confirmant l'effet de ces anticorps anti-PF4 sur l'activation plaquettaire et le risque thrombotique subséquent).

Mais cette activation plaquettaire était aussi notablement diminuée de 60 % après action d'un anticorps anti sSP, démontrant donc, en réponse à l'hypothèse de travail, un effet d'activation direct des plaquettes par cette protéine.

Durant l'infection par le SARS-CoV-2, la protéine spike (et la sous-unité S1) peut être relarguée dans la circulation à partir du virus ou des cellules infectées et son taux circulant semble proportionnel à la gravité de la maladie. In vitro son effet thrombogénique, en favorisant l'activation plaquettaire et/ou en inhibant la fibrinolyse est bien démontré.

Le mécanisme par lequel la protéine spike peut entraîner une activation plaquettaire demande encore à être précisé. Néanmoins dès 2020 Zhang et al montrait que cette activation mettait en jeu un effet direct de la protéine spike sur les récepteurs ACE2 (Ref 3).

Un mécanisme en trois temps

Au vu de leurs résultats, les auteurs proposent un mécanisme en trois temps pour expliquer le phénomène de VITT.

Le premier temps serait l'interaction directe entre sSP et les récepteurs ACE2 sur les cellules endothéliales vasculaires et probablement sur les plaquettes. L'activation des cellules endothéliales induirait un recrutement des plaquettes et leur adhésion au sous -endothélium (par exposition des molécules d'adhésion endothéliales et du facteur von Willebrand).

Les plaquettes activées relargueraient leurs composants granulaires dont le PF4 à partir des granules alpha, qui viendrait se fixer, du fait d'une forte affinité, aux polyanions présents à la membrane plaquettaire. Dès lors apparaîtraient des néoantigènes à l'origine de la production d'auto-anticorps anti PF4/polyanions.

Le second temps serait une amplification de l'activation plaquettaire par la voie de signalisation induite par la fixation de ces anticorps et d'immuns complexes aux récepteurs FcγRIIA. Ces mêmes immuns complexes sont également capables de stimuler les neutrophiles qui co-stimulés par les plaquettes produisent les NET.

Le troisième temps serait une exacerbation au niveau de ces NET de la coagulation de même que de l'activation plaquettaire. Il est intéressant de noter que chez le patient 2 qui a eu une évolution rapidement fatale, le taux des NET était particulièrement élevé.

Selon les auteurs de l'article, la fréquence des complications thrombotiques induites par la protéine spike dépendrait de la fréquence probablement assez faible des phénomènes de splicing et de leur transcription pour aboutir à la protéine sSP. Elle dépendrait aussi de l'intensité de la liaison protéine spike/récepteurs ACE2, elle-même fonction du taux de la protéine synthétisée, de sa nature, du nombre des récepteurs ACE2, de leur phénotype…

Ainsi d'autres études portant sur cette relation protéine spike (et de ses sous-unités) par rapport aux plaquettes (et d'une façon générale par rapport aux différents acteurs du système de l'hémostase) semblent nécessaires chez les sujets vaccinés ou non vaccinés et chez les sujets ayant une VITT pour confirmer ces résultats encore préliminaires.


-1: Greinacher A et al .New Engl J Med 2021;384:2092-2101.
-2: Greinacher A et al . Blood 2021;138:2256-2268.
-3: Zhang S et al .J.Hematol Oncol 2020;13:120-142.

Dr Sylvia Bellucci

Références
De Michele M et coll. : Vaccine-induced immune thrombotic thrombocytopenia:
a possible pathogenic role of ChAdOx1 nCoV-19 vaccine-
encoded soluble SARS-CoV-2 spike protein. Haematol., 2022 ; 107(7): 1687-1692. doi.org/10.3324/haematol.2021.280180.

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