Une étude révolutionnaire menée par des chercheurs de l’UC San Diego révèle pourquoi les vaccins contre Staphylococcus aureus (SA) échouent dans les essais cliniques, soulignant comment la SA trompe le système immunitaire pour qu’il produise des anticorps inefficaces et suggère une nouvelle direction dans le ciblage d’antigènes moins dominants pour le développement futur de vaccins.
La recherche menée à l’UC San Diego donne un aperçu de l’échec clinique de nombreux vaccins potentiels contre une infection humaine généralisée et propose une solution pour surmonter ce problème.
Staphylococcus aureus (SA) est une infection bactérienne répandue, avec environ 30 % des individus hébergeant des colonies de SA dans leurs voies nasales. Bien que souvent inoffensive, l’AS contribue largement aux infections contractées dans les hôpitaux et au sein des communautés. Le développement d’un vaccin contre l’AS recèle un potentiel important pour transformer la santé publique. Cependant, malgré les résultats prometteurs des études précliniques utilisant des souris, tous les vaccins candidats contre l’AS ont toujours échoué lors des essais cliniques. Des chercheurs de la faculté de médecine de l’Université de Californie à San Diego ont récemment fourni une explication à cet écart.
Dans une nouvelle étude récemment publiée dans Rapports de cellules Médecine, ils ont testé une nouvelle hypothèse selon laquelle les bactéries SA peuvent inciter le corps à libérer des anticorps non protecteurs lorsqu’elles colonisent ou infectent les humains pour la première fois. Lorsque l’individu est ensuite vacciné, ces anticorps non protecteurs sont préférentiellement rappelés, rendant le vaccin inefficace.
Cette illustration montre des SA (sphères dorées) et divers antigènes et anticorps. Les antigènes dominants (violets) amènent l’AS à produire des anticorps non protecteurs (rouges avec des pointes violettes). Ces anticorps non protecteurs supplantent les anticorps issus de la vaccination (verts avec des pointes violettes). Les vaccins ciblant les antigènes sous-dominants (bleus) pourraient aider à produire des anticorps plus protecteurs (verts avec des pointes bleues), rendant le vaccin plus efficace. Crédit : JR Caldera/Sciences de la santé de l’UC San Diego
SA a une relation unique avec les humains. Bien qu’elle entraîne de nombreuses complications dangereuses pour la santé, notamment des infections des plaies et du sang, la bactérie fait également partie du microbiome humain sain, où elle vit paisiblement dans le nez et sur la peau.
« SA est présent avec les humains depuis longtemps, donc il a appris à être à temps partiel un symbiote et un agent pathogène mortel à temps partiel », a déclaré l’auteur principal George Liu MD, Ph.D., professeur au Département de pédiatrie de l’UC San Diego. Ecole de Médecine. « Si nous voulons développer des vaccins efficaces contre l’AS, nous devons comprendre et surmonter les stratégies qu’elle utilise pour maintenir ce mode de vie. »
Résultats de la recherche et implications
Le système immunitaire libère des anticorps protecteurs en réponse à des molécules qu’il soupçonne d’être étrangères, appelées antigènes. Ces anticorps sont ensuite enregistrés dans la mémoire du système immunitaire, de sorte que la prochaine fois que le système immunitaire rencontrera ce même antigène, il rappellera généralement sa réponse immunitaire antérieure plutôt que de lancer une toute nouvelle attaque.
« Il s’agit d’un système efficace pour conférer une protection à long terme contre les agents pathogènes, mais il ne fonctionne que lorsque la réponse immunitaire initiale à cet agent pathogène était réellement protectrice », a déclaré le co-auteur principal JR Caldera, Ph.D., qui a terminé ses recherches doctorales. dans le laboratoire Liu. « Ce qui distingue l’AS, c’est que les bactéries elles-mêmes ont des moyens d’échapper au système immunitaire dès qu’elles nous rencontrent, et ces stratégies d’évasion ne sont que renforcées par la vaccination. »
Bien que les vaccins SA aient échoué unilatéralement lors des essais cliniques, ils donnent généralement de bons résultats dans les études précliniques sur la souris. Afin de comprendre pourquoi, les chercheurs ont collecté du sérum sanguin auprès de volontaires sains, quantifiant et purifiant les anticorps anti-SA présents dans les échantillons. Ils ont ensuite transféré ces anticorps à des souris pour explorer dans quelle mesure elles étaient protectrices contre l’AS, ainsi que comment ils ont influencé l’efficacité de plusieurs candidats vaccins contre l’AS testés cliniquement.
Ce résumé graphique montre l’approche expérimentale utilisée par les chercheurs pour étudier les réponses immunitaires à la vaccination SA. Les vaccins ciblant les antigènes sous-dominants, tels que les toxines produites par la bactérie, confèrent plus de protection que les vaccins ciblant les antigènes dominants. Crédit : Sciences de la santé de l’UC San Diego
Les chercheurs ont découvert que les vaccins étaient inefficaces chez les souris ayant reçu des anticorps humains anti-SA, ainsi que chez les souris préalablement exposées à la SA. Cependant, chez des souris qui n’avaient jamais été exposées ni à l’AS ni aux anticorps humains, les vaccins ont fonctionné. Contrairement aux études précédentes sur les vaccins SA chez la souris, les résultats des chercheurs étaient cohérents avec ceux d’essais cliniques ayant échoué, ce qui suggère que leur modèle expérimental pourrait aider à prédire le succès clinique des vaccins SA alors qu’ils sont encore testés dans des études précliniques sur la souris.
Défis du développement de vaccins et orientations futures
De plus, ils ont découvert que des anticorps spécifiques étaient responsables de l’effet observé. Les anticorps qui attaquent les parois cellulaires des bactéries SA, qui constituent la base de la plupart des vaccins SA actuels, n’ont pas protégé les souris contre la SA. En revanche, les anticorps qui ciblent les toxines produites par SA ont réussi à les neutraliser.
« Un agent pathogène peut avoir de nombreux antigènes différents auxquels le système immunitaire réagit, mais il existe une hiérarchie quant à l’antigène dominant », a déclaré le co-auteur principal Chih Ming Tsai, Ph.D., scientifique du projet au Liu Lab. . « La plupart des vaccins sont basés sur l’antigène dominant pour déclencher la réponse immunitaire la plus forte possible. Mais nos résultats suggèrent que pour l’AS, les règles sont différentes et qu’il est plus bénéfique de cibler les antigènes dits sous-dominants, qui ont déclenché une faible réponse immunitaire en premier lieu.
En plus d’explorer la possibilité de cibler de nouveaux antigènes avec les futurs vaccins SA, les chercheurs souhaitent également explorer la question plus profonde en jeu ici : pourquoi la réponse immunitaire humaine naturelle à cette bactérie est-elle si inefficace au départ ?
« D’une manière ou d’une autre, l’AS est capable de tromper notre système immunitaire et trouver comment nous aidera à améliorer les vaccins SA existants et à en développer de nouveaux », a déclaré Liu. « Plus largement, ces résultats suggèrent une toute nouvelle façon de réévaluer les vaccins ayant échoué, ce qui pourrait avoir des implications bien au-delà de cette seule bactérie. »
L’étude a été en partie financée par le Instituts nationaux de la santé.
