Des simulations informatiques donnent un candidat vaccin prometteur contre le SRAS-CoV-2

Dans une étude récente publiée sur un serveur de préimpression bioRxiv, des scientifiques indiens ont conçu un vaccin à base de peptides multi-épitopes qui prédit une réponse immunogène élevée dans la population.

La pandémie actuelle de coronavirus (COVID-19), causée par le syndrome respiratoire aigu sévère coronavirus 2 (SRAS-CoV-2), a touché presque tous les pays avec près de 2,4 millions de personnes infectées et plus de 164 mille décès dans le monde.

Nouveau coronavirus SARS-CoV-2 Micrographie électronique à balayage colorisée d'une cellule apoptotique (bleu / vert) fortement infectée par des particules de virus SARS-COV-2 (jaune), isolée d'un échantillon de patient. Image capturée au NIAID Integrated Research Facility (IRF) à Fort Detrick, Maryland. Crédits: NIAID

Bien que plusieurs médicaments aient été expérimentalement utilisés dans le traitement de patients présentant une présentation clinique potentiellement mortelle, aucun n'a montré une efficacité complète. De plus, il n'existe actuellement aucun vaccin approuvé pour prévenir l'infection par le SRAS-CoV-2.

La recherche d'un candidat vaccin parfait

Parallèlement à la distanciation sociale et à d'autres mesures épidémiologiques (qui sont déjà omniprésentes), le développement de vaccins et leur application devraient jouer un rôle central dans la maîtrise de la propagation ou l'élimination virale. Cependant, le manque de connaissances adéquates concernant la réponse du système immunitaire contre l'infection virale est l'un des principaux obstacles sur la voie du développement du vaccin contre le SRAS-CoV-2.

À l'heure actuelle, plusieurs efforts de conception de vaccins sont en cours pour relever ce défi, avec des progrès considérables dans notre compréhension de la biologie virale. Un vaccin utilisant une plate-forme génétique connue sous le nom d'ARNm (ARN messager) est même entré dans un essai clinique de phase I, où principalement des données de sécurité seront collectées sur un petit nombre de volontaires.

En attendant, la quête d'un candidat vaccin parfait dans cette course mondiale se poursuit. Récemment, des scientifiques du Centre Zoological Survey of India, basé à New Alipore à Kolkata, ont entrepris une tentative pilote pour décrire les cibles immunogènes potentielles du SRAS-CoV-2 et, par conséquent, ont proposé une nouvelle construction de vaccin multi-épitopes.

Les épitopes et la réponse immunitaire

« Nous pensons qu'un vaccin candidat multi-épitopes idéal peut améliorer la réponse immunitaire et par la suite réduire le risque de réinfection en augmentant l'immunogénicité de l'hôte », expliquent les auteurs de l'étude dirigés par le Dr Abhishek Singh et le Dr Mukesh Thakur du Center for Forensic Sciences, Zoological Survey of India (New Alipore) à Kolkata, Inde.

Un épitope est fondamentalement un déterminant antigénique, qui fait partie du virus qui provoque une réponse du système immunitaire régulée par des anticorps, des cellules B ou des cellules T. Certaines premières études dans la recherche de vaccins contre le SRAS-CoV-2 ont identifié des épitopes potentiels trouvés dans la glycoprotéine de pointe.

Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont appliqué des approches intégrées pour la conception de vaccins (impliquant la science informatique et immunoinformatique) en cartographiant la réponse immunitaire humaine humorale et adaptative (cellules B, cellules T et épitopes d'interféron-gamma) sur les protéines structurelles d'un nouveau coronavirus .

Pour évaluer le potentiel immunogène du candidat-vaccin, une exposition répétée consistant en 12 injections a été simulée au sein de nombreuses plateformes bioinformatiques différentes. Certains problèmes susceptibles d'entraver l'efficacité du vaccin – notamment la faible antigénicité, la faible efficacité, la faible affinité pour les cellules immunitaires, l'allergénicité ou la propension aux réactions auto-immunes – ont été soigneusement évalués.

Neutralisation du SRAS-CoV-2

En entreprenant cette in silico , les protéines structurales récupérées et leur score d'antigénicité pointaient vers la protéine d'enveloppe comme le candidat le plus susceptible de générer une réponse immunitaire puissante, compte tenu de son rôle prédominant dans l'assemblage viral.

Mais l'utilisation d'autres épitopes est également nécessaire si nous voulons obtenir une protection complète. « Nous avons identifié des épitopes correspondant aux cellules B et aux cellules T dans chaque protéine structurelle afin que l'immunité humorale et cellulaire puisse être induite avec l'exposition de la construction du vaccin », indiquent les auteurs de l'étude.

Par conséquent, les épitopes sélectionnés en utilisant les critères les plus robustes ont été inclus dans la construction finale du vaccin. Certains de ces critères étaient la nature antigénique de l'épitope, la conservation complète parmi les protéines cibles, l'affinité pour de multiples allèles, le manque d'homologie avec l'une des protéines humaines, la couverture de plus de 50 pour cent de la population mondiale, ainsi que la absence de réponses allergiques.

Une augmentation de la mémoire immunitaire liée aux cellules B et aux cellules T a été observée pendant l'exposition, tandis que les niveaux d'interféron-gamma étaient constamment élevés de la première à la dernière exposition. Cela signifie qu'une réponse immunitaire robuste est générée après une courte exposition, alors que l'immunité augmente même après des expositions successives.

« Sur la base des approches informatiques et immunoinformatiques, nous proposons que le vaccin conçu ait tout le potentiel pour induire les systèmes immunitaires inné et adaptatif et peut neutraliser le SARS-CoV-2 », concluent les auteurs de l'étude. Il faut poursuivre la validation de ce vaccin candidat pour parvenir à un consensus sur son innocuité et son efficacité.