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Bientôt un vaccin unique contre plusieurs pathogènes ?

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Les agents infectieux ont des structures et des stratégies d'infection très variées, ce qui rend difficile la fabrication d'un vaccin universel. Or, des chercheurs ont identifié un polymère de sucre présent chez un grand nombre de microbes différents. En modifiant ce polymère et en l'utilisant comme un antigène, les auteurs ont réussi à obtenir des anticorps capables de protéger des souris contre plusieurs pathogènes.

La vaccination a permis de sauver des millions de vies dans le monde. Grâce à elle, la variole a pu être éradiquée. © Tom et Katrien, Flickr, cc by sa 2.0

Face aux maladies infectieuses, les campagnes de vaccination ont fait leurs preuves et ont permis de sauver des millions de vies de par le monde. Cependant, la mise en place d'un vaccin contre un microbe particulier est à chaque fois un véritable casse-tête pour les scientifiques.

Le principe de la vaccination semble pourtant simple. Il consiste à injecter dans le corps un antigène, c'est-à-dire tout ou partie d'un agent infectieux, sous forme inoffensive afin de stimuler la réponse immunitaire et la production d'anticorps. Grâce au mécanisme de mémoire immunitaire, l'organisme est capable de se souvenir du microbe rencontré et pourra alors se défendre efficacement et rapidement s'il lui prenait l'idée de revenir. 

Encore faut-il trouver la bonne recette du vaccin, soit identifier l'antigène capable d'induire la production des anticorps les plus performants. En effet, les organismes pathogènes sont très nombreux et varient à la fois en forme et en structure. En outre, chaque microbe possède sa ruse particulière pour tromper le système immunitaire et infecter l'organisme.

Le staphylocoque doré (ici en jaune) synthétise du PNAG. Ce polymère de sucre est impliqué dans la formation de populations microbiennes appelées biofilms, et dans la virulence. © Microbe World, Flickr, cc by nc sa 2.0

Le polymère de sucre PNAG comme antigène 

Une équipe américaine de la Harvard Medical School, à Boston, aurait mis le doigt sur le talon d'Achille de nombreux pathogènes. Dans leur étude, publiée dans la revue Pnas, ils mettent en évidence un polymère de sucre fabriqué par divers agents infectieux. Ces polymères pourraient servir comme antigènes dans l'élaboration d'un vaccin efficace contre diverses maladies.

Les polymères de sucre en question, appelés PNAG (pour poly-N-acétyl glucosamine), sont en réalité connus depuis longtemps par la communauté scientifique. En effet, plusieurs types de bactéries, comme le staphylocoque doré et Escherichia coli, sont capables de les produire et de les intégrer dans leur membrane cellulaire. De nombreuses études ont également montré leur rôle dans la virulence du staphylocoque doré.

Des polymères sucrés présents chez de nombreux pathogènes

Cependant, l'utilisation de ce PNAG pour produire un vaccin universel avait jusqu'ici ses limites. Tout d'abord, bien qu'il soit présent chez certains pathogènes, aucune preuve ne permettait de dire qu'il l'était chez un grand nombre d'entre eux. Ensuite, les anticorps fabriqués par l'organisme en réponse à ces sucres n'étaient pas très efficaces pour lutter contre les infections.

C'était sans compter sur le coup de pouce des chercheurs américains. L'équipe a tout d'abord montré que le PNAG était bien plus commun chez les pathogènes qu'on ne le croyait. Par des techniques d'immunologie, ils l'ont identifié chez d'autres espèces bactériennes, comme Streptococcus pneumonia qui peut causer des pneumonies et Neisseria meningitidis responsables de méningites.

Ce polymère n'est pas uniquement présent chez les bactéries puisque les auteurs l'ont également retrouvé chez Candida albicans, une levure responsable d'infection grave, et chez la forme sanguine de Plasmodium falciparum, l'agent du paludisme« Nous savions depuis longtemps que les staphylocoques et d'autres bactéries responsables d'infections nosocomiales produisaient du PNAG, explique Gerald Pier, directeur de cette étude. Ces travaux montrent que de nombreux autres pathogènes fabriquent ces polymères»

Des PNAG modifiés pour un vaccin contre diverses maladies ?

Les anticorps contre le PNAG fabriqués naturellement par l'organisme ne permettent pas de lutter contre les infections, car ils ne favorisent pas la phagocytose des micro-organismes pathogènes. Afin de produire des anticorps plus performants, les auteurs ont injecté des PNAG modifiés à des animaux. Leurs résultats montrent que les anticorps produits, introduits ensuite chez des souris, se sont révélés plus efficaces pour les protéger contre différents pathogènes, tels que Streptococcus pneumonia, Listeria monocytogenesNeisseria meningitidisCandida albicans et Plasmodium berghei (le parasite du paludisme chez la souris).

« La possibilité d'utiliser ce vaccin contre un large arsenal de maladies infectieuses est très intéressante, indique Gerald Pier, cependant, nous ne saurons si cette approche peut marcher qu'après l'avoir testée sur les humains. » Une étude clinique commencera en 2014 et déterminera sa faisabilité chez l'Homme.

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