La plupart des vaccins sont conçus pour fournir une immunité contre un seul pathogène. Les vaccins pour la varicelle (causés par le virus varicelle-zona) n'ont été développés que pour lutter contre cette maladie, par exemple.
Mais dans le sillage de la pandémie Covid-19, les chercheurs du système immunitaire du monde entier travaillent au-delà des vaccins traditionnels à pathogène unique.
Notre pipeline défie cette approche. «
Alba Grifoni, Ph.D., professeur adjoint de recherche au La Jolla Institute for Immunology (LJI)
Comme ils signalent CelluleGrifoni et ses collègues ont développé un pipeline de recherche pour alimenter le développement de «vaccins universels». Ces vaccins aborderaient de larges familles virales et des variantes virales mutées. En cas de succès, cette approche pourrait conduire à des vaccins avec le pouvoir de neutraliser les variantes SARS-COV-2 émergentes et de nombreux autres virus avec un potentiel pandémique.
La science des vaccins universels
De nombreux virus appartiennent à de grandes familles virales et partagent une ressemblance familiale. Le virus qui provoque Covid-19, appelé SARS-COV-2, est un type de coronavirus (CoV est court pour le coronavirus). Cela signifie que le SARS-COV-2 est étroitement lié aux coronavirus froids communs, ainsi qu'aux coronavirus MERS (MERS-COV) et au coronavirus SARS (SARS-COV).
Tous ces coronavirus partagent certaines séquences de protéines « conservées » qui sont restées les mêmes que les virus ont évolué. Ces virus étroitement apparentés partagent bon nombre des mêmes caractéristiques et sont reconnus par certaines des mêmes cellules T. Les cellules T sont des globules blancs qui peuvent reconnaître et tuer les cellules infectées par le virus pour empêcher une infection de se propager.
Dans des études précédentes, les chercheurs de LJI ont découvert que certaines cellules T croisées peuvent détecter ces sites conservés, appelés épitopes, pour cibler à la fois le SARS-COV-2 et les coronavirus froids communs.
Le laboratoire de Grifoni s'efforce de cartographier ces régions d'épitope conservées. Ce travail est essentiel pour développer un vaccin universel de coronavirus. Une fois que les scientifiques savent où les cellules T devraient frapper, ils peuvent développer des vaccins qui offrent une immunité efficace des lymphocytes T contre de nombreux types de coronavirus, y compris des variantes qui n'ont même pas encore émergé.
« Il est important d'induire une réponse neutralisante sur les anticorps », explique Grifoni. « Mais nous avons montré que les cellules T sont beaucoup plus stables dans le contexte des variantes virales, et c'est parce que les cellules T regardent toutes les protéines du virus. »
Utilisation de la science des données pour combattre Covid-19
Les chercheurs sont conscients des épitopes conservés des cellules T du coronavirus, y compris certains épitopes sur la protéine « pointe » du coronavirus. Mais il est plus difficile d'étudier lequel de ces épitopes suscite la réponse la plus forte des lymphocytes T, et les chercheurs savaient qu'il y avait d'autres épitopes prometteurs cachés dans les données expérimentales.
Pour trouver ces régions d'épitopes conservées, Grifoni et son équipe ont extrait et analysé les données de la base de données Immune Epitope (IEDB), une ressource publique conçue et dirigée par des scientifiques du LJI. L'IEDB a fourni des données sur plus de 200 épitopes de coronavirus découverts par des scientifiques des laboratoires du monde entier.
Grifoni a travaillé en étroite collaboration avec les virologues du J. Craig Venter Institute (JCVI) pour comparer les similitudes entre les épitopes de différents types de coronavirus. Les chercheurs ont utilisé une combinaison d'outils bioinformatiques, y compris des approches d'intelligence artificielle (IA), pour rechercher des similitudes cachées entre les coronavirus.
Une fois que Grifoni et ses collègues ont eu leurs résultats, ils ont comparé la façon dont les cellules T ont reconnu différents épitopes de coronavirus, y compris les épitopes sur la protéine virale « Spike » et ceux en dehors de la protéine de pointe. La découverte de cette activité des lymphocytes T donne aux chercheurs un guide important sur la façon de cibler les coronavirus via une réponse des lymphocytes T croisés.
« L'idée est que si un nouveau coronavirus émerge, nous ne pourrions pas nous protéger de l'infection, mais nous pourrions être en mesure de nous protéger de l'hospitalisation », explique Grifoni.
Grifoni pense à la situation dans son ensemble. Elle dit que cette étude du coronavirus montre la précision et l'utilité d'un nouveau pipeline de recherche. Les chercheurs pourraient utiliser ce même processus pour identifier les épitopes des lymphocytes T conservés à travers différents virus respiratoires (tels que les paramyxovirus, notamment la rougeole et le virus Nipah ou les entérovirus, y compris A71 et D68) et même les espèces virales provoquant des fièvres hémorragiques (telles que le virus Lassa et le virus JUNN).
« Notre laboratoire collabore avec des groupes de recherche qui s'intéressent à de nombreuses familles virales différentes », explique Grifoni. « Nous devons combler les lacunes de connaissances. »
Auteurs supplémentaires de l'étude, « Les séquences de bétacoronavirus hautement conservées sont largement reconnues par les cellules T humaines », incluent le premier auteur Tertuliano Alves Pereira Neto, Christian Zmaseck, Liliana Avalos, John Sidney, Raphael Trevizani, Elizabeth Phillips, Simon Mallal, April Fraizer, Gene S. Tan, Richard H. Scheinmann et Alesandro Set.
