Des chercheurs de l'Université Duke ont développé un nouveau vaccin contre la grippe ciblant la région de tige la plus stable de la protéine hémagglutinine, se montrant prometteur chez les souris et les furets pour fournir une protection plus large et plus durable contre la grippe. Cette approche pourrait diminuer le besoin de vaccination annuelle contre la grippe et améliorer les résultats en matière de santé mondiale.
Le vaccin expérimental cible les parties du virus de la grippe qui ne changent pas.
Les chercheurs de Duke ont ouvert une nouvelle voie dans l'attaque contre les virus de la grippe en créant un vaccin qui encourage le système immunitaire à cibler une partie du virus de la grippe. virus surface moins variable.
Leur approche a bien fonctionné lors d'expériences sur des souris et des furets et pourrait conduire à des vaccins antigrippaux plus largement protecteurs et à une dépendance moindre à l'égard d'une injection annuelle adaptée aux versions du virus de cette année-là. Même avec les vaccins, la grippe tue environ un demi-million de personnes chaque année dans le monde.
Cette nouvelle approche vaccinale, décrite aujourd'hui (1er mai) dans la revue Médecine translationnelle scientifiquefait partie d'un effort de 5 ans visant à développer un vaccin universel contre la grippe à plus longue durée d'action, capable de déjouer toutes les versions du virus.
Comprendre les défis liés à la grippe et aux vaccins
Les souches de grippe sont désignées par un code abrégé, H5N1 par exemple, qui décrit les arômes de deux protéines de surface particulières qu'elles transportent. Le H (parfois HA) est l’hémagglutinine, une protéine en forme de sucette qui se lie à un récepteur sur une cellule humaine, première étape vers l’introduction du virus à l’intérieur de la cellule. Le N est la neuraminidase, une deuxième protéine qui permet à un virus nouvellement créé de s'échapper de la cellule hôte et d'infecter d'autres cellules.
« Sur la particule virale, il y a cinq à dix fois plus d'hémagglutinine que de neuraminidase », a déclaré Nicholas Heaton, PhD, professeur agrégé de génétique moléculaire et de microbiologie à Duke, qui a dirigé la recherche. « Si nous prenions votre sang pour voir si vous êtes susceptible d'être protégé contre une souche de grippe, nous mesurerions l'action de vos anticorps contre l'hémagglutinine comme étant la meilleure mesure de ce qui est susceptible de vous arriver. Les corrélats de protection les plus forts sont liés à l’immunité dirigée par l’hémagglutinine.
Les vaccins apprennent au système immunitaire à réagir à des éléments du virus spécialement adaptés aux versions de la grippe qui devraient être les plus menaçantes au cours de la prochaine saison grippale. La raison pour laquelle nous avons besoin d’un nouveau vaccin contre la grippe chaque automne n’est pas parce que le vaccin s’épuise ; c'est parce que le virus de la grippe modifie constamment les protéines de surface ciblées par les vaccins.
Les vaccins contre la grippe – et le système immunitaire – ont tendance à cibler la « tête » d’hémagglutinine en forme de bulbe plutôt que la tige. Mais les détails de cette région principale changent également constamment, créant une course aux armements entre la conception des vaccins et les virus. La tige, en comparaison, change beaucoup moins.
Un diagramme schématique du virus de la grippe, montrant les protéines de surface hémagglutinine (bleue, en forme de cacahuète) et neuraminidase (rouge, en forme de fleur), auxquelles les anticorps se fixent lors d'une réponse immunitaire. Un nouveau vaccin de Duke aide le système immunitaire à cibler la tige de la protéine hémagglutinine plutôt que son sommet. Crédit : Centers for Disease Control des États-Unis
Innovations dans la conception de vaccins
« Un certain nombre de groupes ont analysé et mutagénisé expérimentalement l'ensemble de l'hémagglutinine et se sont demandé : « quelles zones peuvent changer tout en permettant à l'hémagglutinine de fonctionner ? » », a expliqué Heaton. « Et la réponse est que vous ne pouvez pas vraiment changer la tige et espérer qu'elle continue à fonctionner. »
L’équipe Duke a donc cherché à concevoir des protéines qui provoquent une réponse immunitaire plus concentrée sur la tige que sur la tête. « Le virus a évolué pour que le système immunitaire reconnaisse ces (caractéristiques de la région de la tête). Mais ce sont les formes que le virus peut changer. C’est une stratégie insidieuse », a déclaré Heaton.
Grâce à l’édition génétique, ils ont créé plus de 80 000 variations de la protéine hémagglutinine avec des modifications dans une partie juste en haut du domaine de la tête, puis ont testé un vaccin rempli d’un mélange de ces variations sur des souris et des furets.
En raison de la grande variété de conformations de la tête présentées au système immunitaire et de la cohérence relative des tiges, ces vaccins ont produit davantage d'anticorps contre la partie de la tige de l'hémagglutinine en réponse. « La possibilité pour le système immunitaire de voir cette (partie de la tête) encore et encore comme il en a besoin est compromise en raison de sa diversité », a déclaré Heaton.
Lors de tests en laboratoire et sur des animaux, le vaccin expérimental a amené le système immunitaire à réagir plus fortement aux régions de la tige, car elles sont restées cohérentes. Cela a renforcé la réponse immunitaire au vaccin dans son ensemble et, dans certains cas, a même amélioré les réponses en anticorps contre la région de tête de la protéine.
Potentiel de protection large et durable
« Les anticorps contre la tige fonctionnent différemment », a déclaré Heaton. « Leur mécanisme de protection ne consiste pas nécessairement à bloquer la première étape de l’infection. Alors notre idée était : « Et si nous pouvions trouver un vaccin qui nous donne les deux ? Et si nous pouvions obtenir de bons anticorps de tête et en même temps également des anticorps de tige au cas où la sélection du vaccin serait erronée ou en cas de pandémie ?
« Essentiellement, le journal dit : Oui, nous pouvons y parvenir », a déclaré Heaton.
Après qu'une injection du vaccin hautement variant ait été administrée dans certaines expériences, 100 pour cent des souris ont évité la maladie ou la mort à cause de ce qui aurait dû être une dose mortelle de virus de la grippe.
Les prochaines étapes de la recherche tenteront de comprendre si le même niveau d’immunité peut être atteint en présentant moins de 80 000 variantes d’hémagglutinine.
Cette recherche a été financée en partie grâce à un contrat du NIH/Institut national des allergies et des maladies infectieuses (75N93019C00050). Cela impliquait également l'utilisation du Duke Regional Bioconfinement Laboratory, qui a reçu un soutien partiel pour la construction du NIH/NIAID (UC6 AI058607).
Zhaochen Luo et Nicholas Heaton détiennent un brevet sur les méthodes utilisées pour créer de grandes bibliothèques d'antigènes pour cette étude.
