"Chérie, j'ai rétréci le livre de cuisine" - Nouvelle approche du développement de vaccins
Le développement de vaccins vise à protéger le plus grand nombre de personnes possible contre les infections
De courts fragments de protéines d'agents pathogènes, appelés épitopes, sont considérés comme une nouvelle approche prometteuse pour la mise au point de vaccins. Dans la revue scientifique Cell Systems, des bioinformaticiens de l'université Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU) présentent maintenant une méthode permettant d'identifier les épitopes qui promettent une immunisation sûre dans le groupe de population le plus large possible. Ils ont également calculé les candidats vaccins contre le coronavirus SARS-CoV-2 à l'aide de leur outil HOGVAX.
L'outil HOGVAX permet de combiner des épitopes - de courts fragments de protéines d'un agent pathogène qui déclenchent une réponse immunitaire - pour créer de nouveaux vaccins. L'objectif est de maximiser la couverture de la population.
HHU / Sara Schulte
Lors de la pandémie de coronavirus, les vaccins à ARNm se sont révélés particulièrement efficaces et flexibles. Ces vaccins ciblent les protéines dites "spike", des structures caractéristiques à la surface du virus. L'ARNm contient la séquence de la protéine spike, qui est produite dans l'organisme après la vaccination et entraîne le système immunitaire humain.
Les "épitopes" - de courts fragments de protéines pathogènes capables de déclencher une réponse immunitaire - sont considérés comme une méthode alternative à l'ARNm et une approche prometteuse pour obtenir des réponses immunitaires ciblées de manière rapide, rentable et sûre.
Chaque personne possède un système immunitaire unique : En fonction des antécédents infectieux, le système immunitaire est entraîné à manipuler différentes protéines et à y réagir. "Il s'agit là d'un problème fondamental pour les vaccins basés sur des épitopes", explique le professeur Gunnar Klau, titulaire de la chaire de bioinformatique algorithmique à l'université de Helsinki. Avec sa doctorante Sara Schulte et le professeur Alexander Dilthey de l'Institut de microbiologie médicale et d'hygiène hospitalière, il a envisagé une nouvelle approche pour la mise au point de ces vaccins.
Le professeur Klau compare le problème à celui d'un chef qui doit créer un nouveau plat pour un grand événement : "Certains invités ont des allergies, d'autres n'aiment pas certains ingrédients. Le chef doit donc sélectionner des ingrédients que le plus grand nombre possible d'invités peuvent manger et apprécier.
Transposé au développement de vaccins, cela signifie que l'on recherche des épitopes qui déclenchent une bonne réponse immunitaire chez le plus grand nombre de personnes possible. En effet, il n'est pas possible d'intégrer un nombre illimité de fragments de protéines dans un vaccin afin que les différents systèmes immunitaires puissent rechercher les séquences qui leur conviennent - le milieu porteur n'a tout simplement pas une capacité suffisante.
L'équipe de trois chercheurs a adopté une approche particulière avec son outil bioinformatique "HOGVAX". Sara Schulte : "Au lieu d'enchaîner les épitopes du vaccin bout à bout, nous utilisons des séquences identiques au début et à la fin des épitopes afin de pouvoir les superposer. La section identique, appelée "chevauchement", n'est donc représentée qu'une seule fois dans le vaccin, ce qui nous permet d'économiser énormément d'espace." Cela permet d'inclure beaucoup plus d'épitopes dans un vaccin.
Pour gérer efficacement les épitopes et leurs plus longs chevauchements, les chercheurs utilisent une structure de données appelée "graphe de chevauchement hiérarchique" (en abrégé : HOG). Klau : "Pour rester dans l'analogie de la cuisine : le HOG correspond à un livre de cuisine compressé ou rétréci, dans lequel le chef peut maintenant sélectionner les recettes qui conviennent à tous les invités".
Professeur Dilthey : "À titre de test, nous avons appliqué HOGVAX aux données du virus SARS-CoV-2 et nous avons pu intégrer beaucoup plus d'épitopes que les autres outils. D'après nos calculs, nous serions en mesure d'atteindre - et de vacciner - plus de 98 % de la population mondiale."
Sara Schulte commente les perspectives d'avenir de ces résultats : "À l'avenir, nous nous efforcerons d'adapter HOGVAX à la thérapie anticancéreuse. L'objectif est de mettre au point des agents spécialement conçus pour chaque patient, qui attaquent les cellules tumorales de manière ciblée."
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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