Un nouveau vaccin vectoriel contre la COVID-19 offre une protection à long terme

L’effet protecteur des vaccins contre la COVID-19 est initialement très fort, mais il s’affaiblit relativement rapidement. Cette limitation impose la nécessité de rappels périodiques, ce qui entraîne une hésitation à se faire vacciner.

En revanche, un vaccin vecteur innovant développé au Centre Helmholtz de recherche sur les infections (HZI) constitue une alternative convaincante. Il provoque une réponse immunitaire prolongée dans les modèles animaux et conserve son efficacité sur une longue période.

Le concept utilise un cytomégalovirus animal (MCMV ; cytomégalovirus murin) comme vecteur qui exprime et transmet les informations sur la protéine Spike du coronavirus. Ce vecteur ne présente aucune menace pour l’homme, ce qui renforce le profil de sécurité du vaccin.

En 2022, des chercheurs du département d’immunologie virale du professeur Luka Cicin-Sain du Centre Helmholtz de recherche sur les infections ont présenté pour la première fois le nouveau vaccin à vecteur. Il a été démontré que le profil immunogène prometteur du vaccin à base de MCMV protège contre la maladie.

Une publication récente, réalisée avec la participation d’institutions de recherche partenaires nationales et internationales, telles que le Centre Max Delbrück de Berlin et l’Université de Rijeka en Croatie, démontre des réponses immunitaires durables et étendues ainsi qu’une protection antivirale dans le modèle murin. Les travaux sont publiés dans la revue Frontières en immunologie.

Utiliser comme vecteur un cytomégalovirus animal qui ne peut pas se répliquer dans les cellules humaines est une démarche intelligente, car elle combine la forte immunogénicité d’une infection naturelle avec la sécurité d’un vecteur non réplicatif.

Dans les vaccins à vecteur, les virus servent de vecteurs pour introduire dans le corps humain les éléments constitutifs du pathogène contre lequel le vaccin est dirigé. Dans les vaccins contre la COVID-19, le gène de la protéine Spike qui ancre le coronavirus aux cellules hôtes est intégré dans les virus vecteurs.

Le CMV murin est considéré comme sûr pour les humains

Il existe des inquiétudes légitimes quant à la sécurité des vaccins basés sur certains virus vecteurs. Les virus humains utilisés comme vecteurs doivent être atténués par des modifications génétiques. Le MCMV, en revanche, peut être utilisé tel quel, car les cytomégalovirus sont très sélectifs en fonction de l’hôte.

Cela signifie que le MCMV ne peut se répliquer que dans les cellules de souris, mais pas dans les cellules humaines, comme l’expliquent deux des premiers auteurs, le Dr Kristin Metzdorf et le Dr Henning Jacobsen. C’est pour cette raison, entre autres, que le MCMV est idéal comme vecteur pour les vaccins.

Les chercheurs voient le grand avantage de la réponse vaccinale durable qui peut être obtenue avec le vaccin MCMV après une seule dose.

À l’aide d’un modèle animal, il a été démontré que la concentration d’anticorps disponibles pour la défense contre l’agent pathogène en cas d’infection ultérieure par le coronavirus SARS-CoV-2 reste stable sur une période de six mois après la vaccination. Les résultats de chercheurs de l’Université de Rijeka en Croatie suggèrent que l’effet protecteur dure encore plus longtemps.

Le système immunitaire lutte contre les agents pathogènes en suivant une double approche : d’une part, il produit des anticorps hautement spécifiques qui sont dirigés contre des structures définies du microbe et le rendent inoffensif. D’autre part, il mobilise des cellules immunitaires qui reconnaissent spécifiquement les cellules infectées et combattent activement les agents pathogènes qu’elles contiennent. Les cellules dites CD8⁺ Les cellules T jouent ici un rôle central.

Après la vaccination avec le vaccin MCMV contre la COVID-19, les anticorps circulant dans le sang et les CD8⁺ Les lymphocytes T dirigés contre les cellules infectées sont présents en permanence et prêts à agir.

Basculer entre le mode dormant et le mode actif

Les recherches sur les raisons de l’effet protecteur durable des vaccins contre le MCMV se poursuivent. Une explication plausible est que les cytomégalovirus restimulent les cellules immunitaires pendant une longue période en se cachant dans un mode latent dans les niches cellulaires de leur hôte, un état connu sous le nom de latence.

Ce n’est que lorsque les défenses immunitaires de l’organisme hôte s’affaiblissent que les virus passent en mode actif, se répliquent et se propagent, provoquant des signes de maladie. Les virus vecteurs MCMV tentent probablement également de s’installer dans l’organisme humain, mais comme l’homme n’est pas un hôte approprié pour eux, la réactivation ne fonctionne pas.

Le système immunitaire humain ne permet pas aux virus murins de réapparaître dans le sang et agit contre eux dès qu’ils produisent des protéines et avant que des particules infectieuses ne se forment. De cette façon, selon la théorie, la défense immunitaire est stimulée à plusieurs reprises et l’effet vaccinal est maintenu.

Il y a encore un autre problème : l’immunité contre le coronavirus ne diminue pas seulement en raison de la perte de cellules immunitaires, mais aussi parce que les virus mutent pour échapper à la reconnaissance immunitaire par les anticorps.

Les vaccins contre le virus MCMV permettent de contrôler cette évolution, du moins en partie. Les chercheurs ont utilisé le gène Spike du tout premier variant du SARS-CoV-2 pour le nouveau vaccin. Après la vaccination avec le vaccin MCMV, des anticorps spécifiques se sont d’abord formés contre la protéine Spike d’origine, ce qui était attendu.

Cependant, quelques mois après la vaccination, des anticorps contre les variants du SARS-CoV-2, comme l’omicron, ont commencé à se former et à se multiplier. Cela est probablement dû à un mécanisme du système immunitaire qui sert à augmenter la résistance aux attaquants par le biais de mutations (changements génétiques) dans les cellules immunitaires concernées.

Selon les chercheurs, le fait que ce mécanisme soit particulièrement bien supporté par le vaccin MCMV constitue un autre avantage de cette technologie.

Deux en une seule fois

Le profil favorable du vecteur MCMV est complété par sa grande capacité à absorber des gènes étrangers. Ceux-ci sont échangés contre des gènes viraux qui ne sont pas essentiels à l’intégrité du virus.

Théoriquement, il est possible d’introduire plusieurs gènes différents d’un pathogène dans le MCMV en même temps et ainsi augmenter l’effet vaccinal ou le spectre d’activité contre les variants.

Il est également envisageable d’utiliser ce vecteur pour produire des vaccins combinés qui confèrent une immunité contre diverses maladies en une seule fois. La vaccination combinée contre la COVID-19 et la grippe en serait un exemple intéressant.