La coqueluche ou la coqueluche était autrefois une cause de décès pour les enfants aux États-Unis et dans le monde avant l'introduction de vaccins dans les années 40. Au cours des décennies qui ont suivi, la maladie bactérienne a été presque éradiquée aux États-Unis, les décès tombant à deux chiffres chaque année.
Mais la maladie a fait un retour troublant ces dernières années, la couverture des vaccins a diminué après la pandémie Covid-19. En 2024, plusieurs épidémies ont laissé les responsables de la santé publique et les hôpitaux qui se précipitent pour accueillir un afflux soudain de patients, principalement les nourrissons, qui sont souvent trop jeunes pour être vaccinés et souffrir des symptômes les plus graves.
Désormais, de nouvelles recherches de l'Université du Texas à Austin pourraient aider à améliorer les vaccins de coqueluche pour pousser à nouveau cette maladie vers l'éradication en ciblant deux faiblesses clés de l'infection.
Une nouvelle cible
Dans ce contexte, une équipe de chercheurs, y compris des membres du département de génie chimique de l'UT, et du Département de biosciences moléculaires, a fait des progrès importants dans la compréhension et l'amélioration de l'immunité de pertussis. L'une des choses qui rend les infections de coqueluche dangereuses est la toxine de coqueluche (PT), une arme chimique produite par les bactéries qui affaiblit la réponse immunitaire d'un patient et provoque de nombreux symptômes graves associés à la coqueluche.
La nouvelle recherche, décrite dans une nouvelle étude publiée dans le Actes de l'Académie nationale des sciencesse concentre sur deux anticorps puissants, HU11E6 et HU1B7, qui neutralisent le PT de différentes manières.
En utilisant des approches de microscopie cryo-électron de pointe, les chercheurs ont identifié les épitopes spécifiques sur PT où ces anticorps se lient. Les épitopes sont des cibles chimiques que le système immunitaire peut se concentrer pour lutter contre les agents pathogènes. HU11E6 empêche la toxine de s'attacher aux cellules humaines en interférant avec les sites de liaison au sucre, tandis que Hu1b7 empêche la toxine d'entrer dans les cellules et de nuire. Ces résultats sont les premiers à cartographier précisément ces régions critiques, fournissant un plan pour améliorer les vaccins.
Il existe actuellement plusieurs nouveaux vaccins prometteurs de coqueluche dans les phases de recherche et d'essais cliniques. Nos résultats pourraient être intégrés dans les versions futures assez facilement, améliorant l'efficacité globale et la longévité de la protection. «
Jennifer Maynard, professeur de génie chimique à la Cockrell School of Engineering et auteur correspondant de la nouvelle étude
Elle a souligné des innovations comme la technologie de l'ARNm utilisée dans le vaccin Covid-19, ainsi que des percées dans l'utilisation de l'ingénierie génétique sur la toxine de coqueluche (PTgénération) Générer des vaccins de coqueluche acellulaire recombinants plus sûrs et plus puissants en tant que technologies préservant les épitopes neutralisants qui peuvent se combiner avec les nouvelles découvertes de son équipe.
« La formation du système immunitaire pour cibler les sites les plus vulnérables de la toxine devrait créer des vaccins plus efficaces », a déclaré Maynard. « Et plus un vaccin est efficace et durable est, espérons-le, plus les gens le prendront. »
En plus d'aider à guider les futurs conceptions de vaccins, les anticorps HU1B7 et HU11E6 eux-mêmes sont prometteurs en tant que médicaments thérapeutiques pour les nourrissons infectés et à haut risque. Des travaux antérieurs de Maynard et des collègues montrent qu'ils peuvent empêcher les aspects mortels de l'infection à la coqueluche. Les chercheurs de l'UT recherchent activement des partenariats pour développer des moyens de prévenir les dommages pulmonaires et la mort chez les nouveau-nés exposés à la maladie.
Une menace persistante
Causé par la bactérie Bordetella pertussisla coqueluche est tristement célèbre pour ses crises violentes, ce qui peut entraîner des complications comme la pneumonie, les convulsions et même la mort, en particulier chez les nourrissons. Un surnom pour la maladie est la toux de 100 jours car les ajustements de toux douloureux peuvent persister pendant des mois, même dans des cas légers ou modérés. La maladie tue environ 200 000 personnes chaque année dans le monde, la plupart d'entre eux, les nourrissons et les enfants, et les survivants d'une maladie grave peuvent être laissés avec des lésions cérébrales et des cicatrices pulmonaires.
Alors que les vaccins modernes ont réduit le péage, leur efficacité diminue au fil du temps, avec une protection qui ne dure que deux à cinq ans. Les vaccins modernes à la coqueluche sont acellulaires, ce qui signifie qu'ils contiennent des parties des bactéries qui forment le système immunitaire à reconnaître l'agent pathogène, y compris le PT.
Les récentes épidémies de coqueluche à travers le monde ont stupéfait les responsables de la santé publique. Cet automne, New York a vu une augmentation de 169% des cas de coqueluche depuis 2023. Les cas ont augmenté de 500% depuis 2019. L'Australie souffre actuellement de la plus grande épidémie de coqueluche depuis l'introduction du vaccin dans les années 40, avec environ 41 000 cas signalés cette année.
Les responsables de la santé soulignent les vaccinations initiales et de rappel manquées en tant que principaux contributeurs aux épidémies.
Surmonter l'hésitation
Bien que les progrès de la lutte contre la coqueluche soient passionnants, ils sont confrontés à un double défi: surmonter la complexité biologique de la coqueluche et les obstacles sociétaux de l'hésitation vaccinale. Le moyen le plus efficace de prévenir la coqueluche chez les nouveau-nés vulnérables est que les mères soient vaccinées pendant la grossesse, ce qui confère une protection au nouveau-né jusqu'à ce qu'elle soit assez vieille pour être vaccinée. Selon le CDC, le taux de vaccination complet contre la coqueluche dans la maternelle est généralement supérieur à 90% aux États-Unis, mais moins de 60% des mères reçoivent le vaccin pendant la grossesse. Le scepticisme concernant la sécurité des vaccins et la lenteur de la normalisation de la vaccination de routine après la pandémie Covid-19 a conduit à des poches de communautés sous-vaccinées et à une faible protection globale des nouveau-nés, fournissant un terrain fertile pour les épidémies mortelles. Cet environnement, associé aux limites des vaccins actuels, rend l'innovation essentielle.
Le co-auteur Annalee W. Nguyen, professeur de recherche en génie chimique, a souligné l'importance de la prévention sur le traitement. « Il est toujours plus facile de prévenir les maladies chez une personne à haut risque », a-t-elle déclaré. « Une fois que quelqu'un est extrêmement malade, leur système immunitaire ne fonctionne pas bien et il est plus difficile de les aider à récupérer. Les mères ont une occasion incroyable de protéger leurs bébés après leur naissance en obtenant une vaccination de booster de coqueluche pendant la grossesse, et les parents peuvent continuer à protéger leurs familles en travaillant avec leur pédiatre pour s'assurer que les enfants et les adolescents sont à jour sur les vaccinations. »
En se concentrant sur la neutralisation des épitopes-zones où les anticorps peuvent bloquer efficacement les vaccins à la toxine new peuvent potentiellement fournir une immunité plus forte et plus durable. Cela pourrait aider à renforcer la confiance du public dans les vaccins à coqueluche et à freiner la résurgence de la maladie.
Rebecca E. Wilen du département de génie chimique de McKetta à UT Austin, Jory A. Goldsmith et Jason McLellan du département des biosciences moléculaires à UT Austin et Wassana Wijagkanalan de Bionet-Aia étaient également des auteurs du journal. La recherche a été financièrement soutenue par l'Institut de prévention et de recherche sur le cancer du Texas, la Welch Foundation et les National Institutes of Health.
