L'interprétation d'un artiste de l'anatomie d'un virus. Anna Tanczos / Images Wellcome, CC BY-NC-ND
Personne ne veut attraper la grippe, et la meilleure ligne de défense est le vaccin contre la grippe saisonnière. Mais la production d'un vaccin antigrippal annuel efficace repose sur la prédiction précise des souches de grippe les plus susceptibles d'infecter la population au cours d'une saison donnée. Il nécessite la coordination de plusieurs centres de santé à travers le monde, car le virus se déplace d'une région à l'autre. Une fois que les épidémiologistes se sont installés sur des souches de grippe cibles, la production de vaccins passe à la vitesse supérieure; ça prend environ six mois pour générer le plus de 150 millions de doses injectables nécessaire pour la population américaine.
Dans quelle mesure le vaccin annuel contre la grippe fonctionne-t-il?
La production d'un vaccin antigrippal annuel efficace repose sur la prédiction précise des souches de grippe les plus susceptibles d'infecter la population au cours d'une saison donnée. Le CDC mène des études d'observation chaque année pour calculer "l'efficacité du vaccin" pour le tir de cette année.
Des prévisions épidémiologiques incorrectes ou incomplètes peuvent avoir des conséquences majeures. Dans 2009, tout en fabricants, dont MedImmune et Sanofi Pasteur, préparaient des vaccins contre les souches attendues, souche de grippe supplémentaire, H1N1, émergé. Le vaccin préparé ne protégeait pas contre cette souche imprévue, causant une panique mondiale et des décès confirmés par 18,000 - probablement seulement une fraction du nombre réel, estimé à dépasser 150,000. Mieux vaut tard que jamais, un vaccin a finalement été produit contre H1N1, nécessitant un deuxième vaccin contre la grippe cette année-là.
Étant donné que la grippe a causé la majorité des pandémies au cours des dernières années 100 - y compris la grippe 1918 qui a entraîné jusqu'à 50 millions de décès - On se pose la question suivante: les scientifiques peuvent-ils produire un vaccin «universel» capable de se protéger contre diverses souches de la grippe, un vaccin qui ne nécessite pas de prévisions annuelles de la part des épidémiologistes et un vaccin annuel?
Les vaccins amènent le système immunitaire à se battre
Au 18ème siècle, et sans doute beaucoup plus tôt dans l'histoire, il était communément connu qu'un survivant de la variole ne reviendrait pas avec ça lors d'une exposition ultérieure. D'une manière ou d'une autre, l'infection confère une immunité contre la maladie. Et les gens ont reconnu que les laitières qui entraient en contact avec des bovins infestés de la variole de la vache seraient également protégées de la variole.
À la fin 1700s, agriculteur Benjamin Jesty a inoculé à sa famille la cowpox, les immunisant efficacement contre la variole, malgré une exposition future. Médecin Edward Jenner a ensuite catapulté l'humanité dans une nouvelle ère de l'immunologie quand il a prêté foi scientifique à la procédure.
Donc, si une inoculation de cowpox ou une exposition à (et la survie) de la variole confère une immunité d'une décennie ou même d'une vie, pourquoi les individus sont-ils encouragés à recevoir le vaccin contre la grippe chaque année?
La réponse réside dans la rapidité avec laquelle l'anatomie du virus de la grippe change. Chaque virus est constitué d'une membrane grossièrement sphérique encapsulant un matériel génétique en constante mutation. Cette membrane est parsemée de deux types de «pointes»: l'hémagglutinine, ou HA, et la neuraminidase, ou NA, constituées chacune d'une tige et d'une tête. HA et NA aident le virus à s'infecter en se liant aux cellules hôtes, et facilitent l'entrée du virus dans la cellule et éventuellement sa sortie.
Les vaccins provoquent typiquement des anticorps qui ciblent ces deux molécules. Une fois injecté, le système immunitaire d'un individu se met au travail. Les cellules spécialisées collectent les molécules du vaccin en tant qu'invidentes; d'autres cellules génèrent alors des anticorps qui reconnaîtront les molécules étrangères. La prochaine fois que ces mêmes envahisseurs se présentent - que ce soit sous la forme du même vaccin ou des souches virales qu'il imite - les cellules immunitaires du corps les reconnaissent et les repoussent, prévenant l'infection.
Pour les développeurs de vaccins, une caractéristique frustrante du génome mutant de la grippe est la rapidité avec laquelle les HA et les NA changent. Ces changements constants sont ce qui les renvoie à la planche à dessin pour de nouveaux vaccins chaque saison de la grippe.
Différentes méthodes pour concevoir un vaccin
Le vaccin antivariolique a été le premier à utiliser le «paradigme empirique» de la vaccinologie - la même stratégie que nous utilisons largement aujourd'hui. Il repose sur une approche par essais et erreurs pour imiter l'immunité induite par une infection naturelle.
En d'autres termes, les développeurs de vaccins croient que le corps va monter une réponse d'anticorps à quelque chose dans l'inoculation. Mais ils ne se concentrent pas sur le patch spécifique du virus qui provoque une réponse immunitaire. Peu importe si c'est une réaction à une petite parcelle de HA que beaucoup de souches partagent, par exemple. Lorsque vous utilisez un virus entier comme matériel de départ, il est possible d'obtenir de nombreux anticorps différents reconnaissant de nombreuses parties différentes du virus utilisé dans le vaccin.
Le vaccin contre la grippe saisonnière s'inscrit généralement dans cette approche empirique. Chaque année, les épidémiologistes prévoient quelles souches de grippe sont les plus susceptibles d'infecter les populations, se fixant généralement sur trois ou quatre. Les chercheurs atténuent ou inactivent ces souches afin qu'elles puissent agir comme les imitateurs du vaccin antigrippal de cette année, sans donner aux récidivistes la grippe complète. L'espoir est que le système immunitaire d'un individu répondra au vaccin en créant des anticorps qui ciblent ces souches; alors quand il ou elle entre en contact avec la grippe, les anticorps attendent pour neutraliser ces efforts.
Mais il y a une façon différente de concevoir un vaccin. C'est ce qu'on appelle la conception rationnelle et représente un changement de paradigme potentiellement révolutionnaire en vaccinologie.
L'objectif est de concevoir une molécule - ou «immunogène» - capable de produire des anticorps efficaces sans nécessiter d'exposition au virus. Par rapport aux vaccins actuels, l'immunogène modifié peut même permettre des réponses plus spécifiques, ce qui signifie que la réponse immunitaire cible des parties particulières du virus, et une plus grande ampleur, ce qui signifie qu'il peut cibler plusieurs souches ou même des virus apparentés.
Cette stratégie fonctionne pour cibler des épitopes spécifiques, ou des patchs du virus. Puisque les anticorps agissent en reconnaissant les structures, les concepteurs veulent mettre l'accent sur le système immunitaire les propriétés structurelles des immunogènes qu'ils ont créés. Ensuite, les chercheurs peuvent essayer de concevoir des vaccins candidats avec ces structures dans l'espoir qu'ils provoqueront le système immunitaire à produire des anticorps pertinents. Cette voie pourrait leur permettre d'assembler un vaccin qui déclenche une réponse immunitaire plus efficace et plus efficace qu'avec la méthode traditionnelle d'essai et d'erreur.
Des progrès prometteurs ont été réalisés conception du vaccin contre le virus respiratoire syncytial en utilisant ce nouveau paradigme rationnel, mais les efforts sont encore en cours pour utiliser cette approche pour la grippe.
Vers un vaccin contre la grippe universel
Au cours des dernières années, les chercheurs ont isolé un certain nombre d'anticorps puissants neutralisant l'infleunza produits dans notre corps. Alors que la réponse d'anticorps à la grippe est principalement dirigé à la tête de la HA, plusieurs ont été trouvés cible la tige de HA. Puisque la tige est plus constante à travers les souches virales que la tête, cela pourrait être le talon d'Achille de la grippe, et les anticorps qui ciblent cette région peuvent être un bon modèle pour la conception du vaccin.
Les chercheurs poursuivent un certain nombre d'approches qui pourraient amener le corps à produire ces anticorps d'intérêt avant d'être infectés. Une stratégie, connue sous le nom de présentation de nanoparticules, implique la conception d'une molécule qui incorpore une partie du virus. Dans le laboratoire, les scientifiques pourraient attacher une combinaison de particules HA et NA à l'extérieur d'une nanoparticule sphérique qui est elle-même capable de provoquer une réponse immunitaire. Lorsqu'il est injecté dans le cadre d'un vaccin, le système immunitaire peut «voir» ces molécules et, avec de la chance, produire des anticorps contre eux.
Une des questions majeures qui doit être répondue est ce qui devrait être exactement affiché sur l'extérieur de ces nanoparticules. Certaines stratégies affichent différentes versions de molécules HA complètes, tandis que d'autres comprennent seulement des tiges. Alors que plus de données sur les humains doivent être collectées pour valider ces approches, les données provenant d'études animales utilisant immunogènes de tige seulement sont encourageants.
Avec la technologie actuelle, il se peut qu'il n'y ait jamais de vaccin contre la grippe «un et fini». Et la surveillance épidémiologique sera toujours nécessaire. Cependant, il n'est pas inconcevable que nous puissions passer d'un modèle une fois par an à une approche une fois toutes les années 10, et il se peut que nous soyons à quelques années d'être là.
A propos de l'auteur
Ian Setliff, Ph.D. Étudiant, programme en biologie chimique et physique, Vanderbilt Vaccine Center, L'Université Vanderbilt et Amyn Murji, Ph.D. Étudiant, Département de microbiologie et d'immunologie, Vanderbilt Vaccine Centre, L'Université Vanderbilt
Cet article a été publié initialement le The Conversation. Lis le article original.
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