Le candidat surpasse le vaccin commercial et renforce la promesse d’un vaccin universel.
Interrogez Eric Weaver sur les pandémies, et il s’empresse de souligner un fait qui illustre la nature éphémère de la mémoire humaine et la nature proximale de l’attention humaine: la première pandémie du 21e siècle a frappé non pas en 2019, mais en 2009.
C’est alors que le H1N1/ 09 la grippe porcine est apparue, infectant finalement plus de 1,4 milliard de personnes – près d’une personne sur cinq sur la planète à l’époque. Fidèle à son nom, la grippe porcine saute aux humains des porcs. C’est un phénomène qui a été documenté plus de 400 fois depuis le milieu des années 2000 aux États-Unis seulement.
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« Ils sont considérés comme le grand récipient de mélange », a déclaré Weaver, professeur agrégé de sciences biologiques à l’Université du Nebraska-Lincoln. «Ils sont sensibles à leurs propres grippes en circulation, ainsi qu’à de nombreuses grippes aviaires et humaines.
«Si vous mettez un aviaire, un porc et un virus humain dans la même cellule, ils peuvent échanger des segments de génome. Lorsque vous mélangez ces virus chez les porcs, ce qui ressort pourrait être tous les porcs, ou un peu d’humain et de porc, ou un peu d’oiseau et de porc, ou un peu des trois. Et on ne sait jamais: vous pourriez obtenir la combinaison parfaite de composants qui en font un virus de très haute qualité, hautement transmissible et nouveau pour les humains, ce qui signifie que les gens ne sont pas immunisés contre ce virus.
Tout cela aide à expliquer pourquoi Weaver a passé des années à rechercher comment développer un vaccin qui protège contre autant de souches de grippe que possible, y compris celles qui n’ont pas encore émergé. Dans une nouvelle étude, Weaver, la doctorante Brianna Bullard et ses collègues ont présenté les résultats d’une approche qui démontre des signes prometteurs de protection contre plus d’une douzaine de souches de grippe porcine – et plus qu’un vaccin de premier plan disponible dans le commerce.
«Ce sont les meilleures données que j’ai jamais vues dans la littérature (de recherche)», a déclaré Weaver à propos des résultats de l’équipe, récemment publiés dans la revue Nature Communications.
Le «H» et le «N» dans H1N1 font référence à deux protéines essentielles, l’hémagglutinine et la neuraminidase, qui résident à la surface des virus grippaux et leur permettent d’entrer et de sortir des cellules. Mais c’est le H3 sous-type de grippe – H3N2, en particulier – qui a représenté plus de 90% des infections porcines à homme aux États-Unis depuis 2010, ce qui en fait la cible des recherches les plus récentes de Weaver.
Dans ses efforts pour lutter contre plusieurs souches de porcs H3N2, Weaver a utilisé un programme de calcul, Epigraph, qui a été co-développé par Bette Korber du Los Alamos National Laboratory. Le «epi» est l’abréviation de epitope: le morceau de protéine virale, comme l’hémagglutinine, qui attire l’attention d’un système immunitaire. N’importe quel épitope, s’il est administré sous forme de vaccin, stimulera une réponse immunitaire contre seulement un nombre limité de souches virales étroitement apparentées.
Weaver a donc mis Epigraph au travail en analysant les données sur chaque variante mutationnelle disponible de l’hémagglutinine, qui est ensuite utilisée pour prédire quelle collection d’épitopes conférerait une immunité contre la gamme la plus large et la plus diversifiée de souches. Ces protéines d’hémagglutinine sont généralement composées d’environ 560 acides aminés, dont le type et la séquence déterminent la structure et la fonction des épitopes. En commençant au début d’une chaîne d’acides aminés, Epigraph a analysé la séquence des acides aminés n ° 1 à n ° 9 avant de glisser vers le bas pour analyser les n ° 2 à 10, puis 3 à 11, et ainsi de suite. Après avoir fait la même chose pour chaque épitope, le programme a déterminé les séquences de neuf acides les plus courantes de l’ensemble du lot – l’ensemble du catalogue des H3N2 souches chez les porcs.
« Donc, ce que vous vous retrouvez avec les épitopes les plus courants qui existent dans la nature liés entre eux, puis le deuxième le plus commun, puis le troisième le plus commun », a déclaré Weaver. «Quand vous le regardez d’un point de vue évolutif, le premier ressemble à quoi la plupart des virus ressemblent. Le second commence à avoir un aspect un peu différent, et le troisième semble encore plus différent.
«Mais tous les trois apportent une contribution au vaccin lui-même, et ils fonctionnent selon des mécanismes légèrement différents.»
Lors du test du cocktail de trois épitopes obtenu chez la souris et le porc, l’équipe a constaté qu’il produisait des signatures de réponse immunitaire et une protection physiologique contre une variété beaucoup plus large de souches que FluSure, un vaccin porcin commercial.
Chez la souris, l’équipe a testé son vaccin contre 20 souches de porcs H3 grippe. Le vaccin a généré des concentrations cliniquement pertinentes d’anticorps – les molécules qui neutralisent un virus avant qu’il n’entre dans une cellule – contre 14 de ces 20 souches. FluSure a réussi le même exploit contre seulement quatre des 20. Une expérience distincte a présenté aux souris quatre souches qui représentaient une coupe transversale de H3 la diversité. Dans les quatre cas, les souris vaccinées par Epigraph ont produit des niveaux notables de lymphocytes T, qui, entre autres responsabilités, ordonnent aux cellules infectées de mourir pour éviter une nouvelle transmission virale. Les souris vaccinées contre FluSure, en revanche, ont montré une faible réponse des lymphocytes T à l’une des quatre souches.
Ces réponses au niveau cellulaire semblaient également s’intensifier. Lorsqu’elles ont été confrontées à des virus de la grippe, les souris vaccinées par Epigraph ont généralement perdu moins de poids et ont présenté moins de particules virales dans les poumons que leurs homologues vaccinées par FluSure. Et quand les souris ont été confrontées à un mortel H3 souche d’origine humaine, seul le vaccin Epigraph a protégé tous les spécimens qui l’ont reçu.
Cette performance a été transmise aux porcs. Des cellules prélevées sur des porcs ayant reçu une injection d’une seule dose du vaccin Epigraph ont produit des anticorps substantiels en réponse à 13 des 20 H3 souches, dont 15 sur 16 originaires d’Amérique du Nord ou d’origine humaine. Une seule dose de FluSure, quant à elle, a généré des anticorps significatifs contre aucun des 20. Bien qu’une seconde dose de FluSure ait élevé ces concentrations d’anticorps, elles sont restées environ quatre fois plus faibles, en moyenne, que les réponses induites par Epigraph. Les réponses des lymphocytes T sont également restées plus élevées chez les porcs vaccinés par Epigraph.
Des expériences plus nombreuses et plus généralisables seront nécessaires pour vérifier les performances du vaccin Epigraph, a déclaré Weaver. D’une part, l’équipe cherche à tester si le candidat vaccin génère une immunité réelle chez les porcs vivants, au-delà des réponses immunitaires prometteuses de leurs cellules dans un laboratoire. Il y a aussi la question de savoir combien de temps une immunité pourrait durer.
Mais Weaver a déjà développé un équivalent humain du cocktail de vaccin contre la grippe porcine qu’il se prépare également à tester. Compte tenu des similitudes entre les infections grippales chez les humains et les porcs – susceptibilités aux sous-types, symptômes cliniques, même récepteurs viraux dans les voies respiratoires – il a déclaré que les récentes découvertes étaient de bon augure pour ces futurs efforts centrés sur l’homme. Le succès sur ce front pourrait éventuellement signifier s’éloigner de l’approche actuelle de la vaccination contre la grippe, selon laquelle les virologues sont obligés de prédire quelles souches domineront une saison grippale – et, malgré tous leurs efforts, ratent parfois la cible.
« Cette étude équivaut à une étude de laboratoire au chevet du patient, où les résultats positifs de l’étude préclinique sur la souris sont confirmés par des résultats positifs dans une étude clinique sur le porc », a déclaré Weaver. «Cela nous donne la certitude que lorsque le concept sera appliqué au virus de la grippe humaine, nous verrons la même traduction des études précliniques aux études cliniques chez l’homme.»
La source: Université du Nebraska-Lincoln
