Un vaccin polyvalent s’avère prometteur en présence d’une immunité préexistante

Les chercheurs estiment que presque tous les Américains ont été exposés au SARS-CoV-2, le virus responsable de la COVID-19, que ce soit par infection ou par vaccination. Nous ne sommes donc plus « immunologiquement naïfs » – autrement dit, notre système immunitaire est familier avec certaines variantes du SARS-CoV-2. Cette familiarité peut poser un problème pour le développement de vaccins.

En immunologie, le phénomène de « péché antigénique originel » ou OAS est un terme familier désignant la première rencontre de l’organisme avec un virus, qui peut à jamais « biaiser » la réponse immunitaire pour produire des anticorps adaptés à la souche initiale lors d’une exposition, indépendamment des infections ultérieures par d’autres souches ou des rappels de vaccins conçus pour différentes variantes virales.

Les virus comme le SRAS-CoV-2, y compris le virus qui a provoqué l’épidémie initiale de SRAS en 2002, appartiennent à une famille appelée bêtacoronavirus de type SRAS, ou sarbecovirus. Les sarbecovirus ont déjà provoqué deux crises sanitaires mondiales au cours des 20 dernières années, ce qui suggère qu’un nouveau sarbecovirus pourrait provoquer une nouvelle épidémie ou pandémie et souligne la nécessité d’une protection à grande échelle contre les virus de cette famille. Mais l’OAS pose-t-elle un problème pour les futurs vaccins conçus pour protéger largement contre les sarbecovirus et les variants préoccupants du SRAS-CoV-2 ?

Cette question fait l’objet d’une nouvelle étude menée dans le laboratoire de Caltech de Pamela Björkman, professeure David Baltimore de biologie et d’ingénierie biologique et professeure à l’Institut Merkin.

L’étude, intitulée « Les nanoparticules de sarbecovirus en mosaïque provoquent des réponses croisées chez les animaux pré-vaccinés », est publiée dans CelluleLe travail a été réalisé en collaboration avec des chercheurs de l’Université Rockefeller de New York et de l’Université de Washington.

Les chercheurs du laboratoire Björkman ont développé et testé un nouveau candidat vaccin appelé mosaic-8 qui a montré un potentiel de protection contre plusieurs types différents de sarbecovirus, dont le SARS-CoV-2 et ses variantes.

Dans les modèles animaux, la mosaïque-8 induit la production d’anticorps à réaction croisée, capables de neutraliser plusieurs sarbecovirus et variantes du SARS-CoV-2.

Alors que le vaccin Mosaic-8 est en cours de préparation pour les premiers essais cliniques sur l’homme, les scientifiques voulaient comprendre si l’OAS influencerait la composition des anticorps induits – en d’autres termes, comment le vaccin Mosaic-8 influencerait-il la production d’anticorps chez les individus qui ont déjà développé des réponses immunitaires au SARS-CoV-2, soit par infection, soit par immunisation, soit par les deux ? Le vaccin Mosaic-8 produirait-il des anticorps orientés vers le SARS-CoV-2, comme le suggère l’OAS, ou susciterait-il toujours des anticorps larges et à réactivité croisée contre plusieurs sarbecovirus et variants ?

Dans la nouvelle étude, décrite dans un article paru dans la revue Cell le 27 août, on examine des modèles animaux qui ont reçu des vaccins contre la COVID-19 et qui ont ensuite développé une réponse immunitaire. Dans une étape encourageante pour le développement du candidat vaccin, l’équipe a découvert que le gène Mosaic-8 provoque des anticorps croisés largement protecteurs chez les animaux déjà exposés et chez les animaux immunologiquement naïfs.

Comment fonctionne Mosaic-8

Lorsque vous recevez un vaccin contre un certain agent pathogène, votre corps développe différents anticorps pour attaquer cet agent pathogène et crée des lymphocytes B qui stockent une mémoire sur la façon de créer ces anticorps. Comme une serrure et une clé, chaque protéine d’anticorps est spécialement conçue pour attaquer un agent pathogène spécifique. Il existe des milliards de lymphocytes B différents dans votre corps, chacun codant la capacité de générer des anticorps contre des virus et autres microbes spécifiques.

Après avoir reçu un vaccin contre le SARS-CoV-2, l’organisme produit de nombreux anticorps différents qui ciblent différentes régions du virus. Certaines de ces régions, appelées régions conservées, sont identiques entre les variants. Les anticorps qui ciblent les régions conservées sont plus susceptibles de protéger contre plusieurs variants différents et des virus similaires.

Le vaccin Mosaic-8 est conçu pour provoquer des anticorps contre les caractéristiques conservées des sarbecovirus. Le vaccin contient des fragments de huit sarbecovirus différents. Ces fragments sont des régions de la protéine de pointe du virus appelées domaines de liaison au récepteur (RBD). La protéine de pointe et ses RBD sont essentiels pour que le virus infecte une cellule. Le vaccin Mosaic-8 est donc conçu pour induire la production d’anticorps à réactivité croisée qui ciblent les régions conservées des RBD et protègent ainsi contre plusieurs sarbecovirus et variantes préoccupantes du SRAS-CoV-2.

Mosaic-8 produit des anticorps largement protecteurs, indépendamment de l’exposition ou de la vaccination antérieure

Dans l’étude, l’équipe a utilisé des modèles de souris et de primates non humains pour déterminer quels types d’anticorps étaient provoqués par la mosaïque-8 après une vaccination antérieure avec trois vaccins COVID-19 différents.

Les chercheurs ont d’abord immunisé les animaux avec des vaccins à ARNm similaires aux vaccins Pfizer et Moderna ou avec le vaccin ChAdOx1 d’AstraZeneca, des vaccins largement disponibles pour les humains, afin de reproduire la situation chez les humains qui ne sont pas immunologiquement naïfs face au SARS-CoV-2. Après que des anticorps ont été induits par un vaccin, les animaux ont ensuite été immunisés avec le vaccin Mosaic-8 de l’équipe contenant des RBD du SARS-CoV-2 et de sept sarbecovirus apparentés.

Les chercheurs ont ensuite examiné les anticorps présents dans le sérum des animaux. Ils ont découvert que le vaccin Mosaic-8 renforçait les anticorps ciblant les régions conservées des RBD des variants du sarbecovirus animal et du SARS-CoV-2, et favorisait également la création de nouveaux anticorps ciblant des régions spécifiques à certains des sept RBD du sarbecovirus animal.

« Les vaccins actuels contre la COVID-19 ne sont pas spécifiquement conçus pour générer une large réponse anticorps qui pourrait offrir une meilleure protection contre les variants ou les virus apparentés », explique Alexander Cohen, chercheur postdoctoral et co-premier auteur de la nouvelle étude.

« Nous avons développé un vaccin qui offre une large protection contre un large spectre de sarbecovirus afin de prévenir la prochaine pandémie. Heureusement, nos nouveaux résultats montrent que ce vaccin fonctionne comme prévu pour susciter des réponses anticorps largement protectrices à la fois chez les animaux déjà exposés et chez les animaux immunologiquement naïfs. »

Après une infection ou une vaccination, les humains produisent des anticorps qui ciblent les régions conservées des sarbecovirus, mais ce ne sont pas le type dominant d’anticorps produits par l’organisme, explique Jennifer Keeffe, chercheuse principale et co-première auteure de l’étude.

« L’objectif de notre vaccin Mosaic-8 est de stimuler de manière préférentielle ces types d’anticorps afin que le corps en fabrique davantage, offrant ainsi une protection plus large. Nous avons observé la production de ces anticorps à réactivité croisée dans nos études antérieures sur des animaux immunologiquement naïfs, et nous avons maintenant vérifié que des anticorps à réactivité croisée généralisée sont également produits chez des animaux pré-vaccinés. Nous sommes impatients de confirmer ce résultat dans nos futurs essais cliniques », déclare Keeffe.

Les essais cliniques de phase 1 pour tester le vaccin Mosaic-8 chez l’homme devraient débuter en 2025.