Les vaccins protègent la plupart des gens contre les maladies graves, mais la force de cette protection peut varier considérablement d’une personne à l’autre. Une nouvelle étude menée par l’Arizona State University nous aide à comprendre pourquoi.
Avant qu’un vaccin n’entre dans votre corps, votre système immunitaire peut déjà détenir des indices sur la force avec laquelle il réagira. Dans des échantillons de sang provenant de plus de 4 000 personnes, les chercheurs de l’ASU et leurs collègues ont mesuré les anticorps contre 185 antigènes-cibles reconnus par le système immunitaire, y compris ceux provenant de virus et de bactéries courants ainsi que des cibles associées aux maladies auto-immunes.
Ils ont ensuite utilisé l’intelligence artificielle pour analyser les modèles d’échantillons collectés avant et après la vaccination contre le COVID-19, identifiant les signatures d’anticorps qui ont permis de distinguer les répondeurs forts au vaccin des plus faibles.
La recherche ouvre la voie à des stratégies de vaccination plus personnalisées.
« Notre étude a révélé que certains biomarqueurs, lorsqu’ils sont analysés avec l’IA, peuvent prédire qui est susceptible de bien répondre à un vaccin, avant même qu’ils ne le reçoivent. Cela suggère que certaines personnes pourraient être plus immunisées que d’autres,« , déclare Joshua LaBaer, qui a dirigé l’étude.
LaBaer est directeur exécutif du Biodesign Institute de l’ASU et directeur du Virginia G. Piper Center for Personalized Diagnostics. La recherche a été menée avec des collègues de l’ASU et des collaborateurs d’institutions médicales et de recherche à travers le pays.
L’étude apparaît dans le numéro actuel de la revue Presse Cellulaire Bleu.
Des indices sur les anticorps révèlent une préparation immunitaire
Habituellement, les scientifiques évaluent la réponse vaccinale après l’injection, en mesurant si le système immunitaire a produit des anticorps contre la cible. Ici, les chercheurs ont posé une question différente : les modèles déjà présents dans le sang pourraient-ils prédire la réponse avant la vaccination ?
L’âge, le sexe, la génétique, les maladies antérieures et les problèmes de santé sous-jacents sont tous liés à la force avec laquelle les gens réagissent aux vaccins. Les personnes atteintes de maladies immunodéprimées courent souvent un risque plus élevé de réponses plus faibles. Mais même au sein de ces groupes, les résultats peuvent différer considérablement.
La nouvelle approche est l’une des premières à utiliser une large « empreinte digitale » d’anticorps pré-vaccinaux pour évaluer la préparation immunitaire. Contrairement à certaines méthodes de prédiction qui reposent sur des analyses génétiques, cette stratégie utilise des profils d’anticorps dans le sang, qui peuvent être plus faciles à adapter pour un usage clinique.
Au-delà des catégories immunitaires
Pour vérifier si cette empreinte digitale d’anticorps pouvait révéler l’état de préparation au vaccin, les chercheurs ont analysé les réponses en anticorps contre 185 antigènes. Ceux-ci comprenaient le SRAS-CoV-2, le virus responsable du COVID-19, d’autres virus et bactéries courants, ainsi que des cibles associées aux maladies auto-immunes.
L’étude comprenait 8 687 échantillons provenant de 4 089 participants, comprenant des volontaires sains et des personnes souffrant de maladies ou de traitements liés à la suppression immunitaire, comme le VIH, le myélome multiple, la malignité d’un organe solide, la maladie auto-immune, la maladie inflammatoire de l’intestin et la transplantation d’organes solides.
Les chercheurs ont découvert que plusieurs groupes immunodéprimés étaient plus susceptibles d’avoir des réponses émoussées à la vaccination contre le COVID-19. Mais ces catégories étaient des prédicteurs imparfaits. Certains participants immunodéprimés ont eu des réponses fortes, tandis qu’environ 5 à 6 % des participants en bonne santé ont eu des réponses faibles.
Anticorps sentinelles
L’étude a révélé que des niveaux plus élevés de certains anticorps préexistants, y compris des anticorps dirigés contre des microbes courants tels que Staphylococcus aureus, le RSV et le respirovirus humain 3, étaient associés à des réponses vaccinales plus fortes contre la COVID-19.
Les chercheurs les décrivent comme des anticorps « sentinelles » car ils peuvent indiquer la préparation immunitaire de base d’une personne. Ils ne combattent pas nécessairement directement la cible du vaccin. Au lieu de cela, ils peuvent refléter la réactivité probable de la branche productrice d’anticorps du système immunitaire.
Les chercheurs ont ensuite demandé si l’empreinte digitale complète des anticorps, et pas seulement quelques marqueurs individuels, pourrait aider à identifier les personnes susceptibles d’avoir de faibles réponses vaccinales. Leur modèle d’apprentissage en profondeur a analysé les modèles du panel d’anticorps, combinant de nombreuses mesures dans un profil immunitaire plus large.
L’étude met en évidence une force clé de l’IA dans la recherche en santé : sa capacité à trouver des modèles subtils et prédictifs dans des millions de points de données biologiques qui autrement pourraient rester cachés. L’approche suggère que l’état de préparation à la vaccination pourrait être mieux compris en examinant le système immunitaire dans son ensemble, plutôt que de se concentrer uniquement sur une seule maladie ou un seul anticorps.
Le travail met également en valeur la valeur des technologies plus récentes qui peuvent mesurer un grand nombre de réponses anticorps à la fois. Au lieu de demander si une personne possède des anticorps contre un agent pathogène, la méthode peut analyser un paysage immunitaire plus large, en capturant les modèles formés par de nombreuses rencontres antérieures avec des virus, des bactéries et d’autres cibles immunitaires.
Les chercheurs affirment que les résultats pourraient avoir des implications au-delà du COVID-19, s’ils sont validés dans des études supplémentaires et avec d’autres vaccins. Le profilage des anticorps sentinelles pourrait aider à orienter les tests de vaccins, le développement de vaccins et les soins cliniques pour les personnes présentant un risque de réponse immunitaire faible.
Cette approche pourrait éventuellement aider les médecins à identifier les patients qui ont besoin de doses de vaccin supplémentaires, d’un suivi plus étroit ou de mesures de protection alternatives. Cela pourrait également aider les chercheurs à mieux comprendre pourquoi certaines personnes réagissent bien à la vaccination alors que d’autres ne le font pas.
Les travaux pointent vers un avenir dans lequel les décisions en matière de vaccins pourraient être guidées par la propre préparation immunitaire d’une personne.
