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Un vaccin offre une immunité instantanée
Le système immunitaire du corps est souvent comparé à une armée et les vaccins à des exercices d'entraînement qui renforcent les défenses contre les agents pathogènes. En exposant le système immunitaire à des formes inactives d'un virus ou d'une bactérie, un vaccin forme des anticorps pour combattre un véritable agent pathogène en cas d'invasion. Cependant, alors que les vaccins préparent des anticorps pour identifier un agresseur, ils ne donnent souvent pas d'instructions spécifiques sur la manière exacte de l'abattre. Certains anticorps peuvent atteindre avec succès le point faible d'un agent pathogène, tandis que d'autres peuvent manquer complètement la cible. C'est en partie la raison pour laquelle il faut normalement plusieurs semaines ou mois à certains vaccins pour développer une réponse immunitaire efficace.
Désormais, les chercheurs du Institut de recherche Scripps ont développé des produits chimiques préprogrammés qui se lient aux anticorps et leur disent comment reconnaître une partie d'un agent pathogène, connu sous le nom d'épitope. Au cours d'expériences, l'équipe a découvert que ces produits chimiques provoquaient une réponse immunitaire thérapeutique qui inhibait la croissance de deux types de tumeurs chez la souris. Les chercheurs ont publié leurs découvertes dans le dernier numéro du Actes des Académies nationales des sciences .
Nous avons utilisé une approche basée sur la chimie qui n'induirait pas d'anticorps qui pourraient être gaspillés, dit Carlos Barbas , professeur de biologie moléculaire et chercheur principal sur le papier. [Cette approche] pourrait concentrer une réponse immunitaire sur des épitopes fonctionnels de l'agent pathogène, qu'il s'agisse d'un cancer ou d'un virus.
Le vaccin chimique du groupe peut résoudre un certain nombre de problèmes avec certains vaccins actuels, à la fois en clinique et en laboratoire. Aujourd'hui, il n'y a que deux vaccins anticancéreux approuvés par la FDA : l'un qui cible l'hépatite B associée au cancer du foie, l'autre pour le virus du papillome humain (VPH), qui conduit au cancer du col de l'utérus. Pour les deux vaccins, les patients doivent subir plusieurs vaccinations pour constituer une défense efficace au fil du temps. Il n'existe pas de vaccins thérapeutiques autorisés qui traitent directement les cancers existants, et les chercheurs ont eu du mal à former des anticorps pour attaquer les cellules cancéreuses, car ils proviennent du corps et ne sont généralement pas considérés par le système immunitaire comme étrangers.
Au cours des dernières années, cependant, les chercheurs ont identifié des marqueurs de surface cellulaire uniques aux cellules cancéreuses. Il existe des molécules appelées adjuvants qui se fixent à ces marqueurs et incitent le système immunitaire à reconnaître et à attaquer les tumeurs. Les adjuvants sont aujourd'hui utilisés dans les cliniques, mais certains entraînent des effets secondaires indésirables, par exemple des douleurs, de la fièvre et de l'arthrite. Les scientifiques recherchent maintenant des moyens de concevoir génétiquement des anticorps monoclonaux – des anticorps créés à partir d'une seule lignée cellulaire – pour reconnaître les marqueurs tumoraux et attaquer le cancer. Mais ces méthodes sont chères, et Barbas dit qu'une approche chimique peut fournir une alternative moins chère et plus rapide.
Barbas et son équipe ont développé une stratégie chimique en deux étapes qui met d'abord les anticorps du corps en alerte, puis leur donne des instructions sur les cibles à détruire. Dans la première étape, Barbas a conçu un produit chimique qui, une fois injecté, permet aux anticorps de former des liaisons covalentes. Normalement, les anticorps ne peuvent pas former de telles liaisons. La deuxième étape consiste à injecter une petite molécule adaptatrice en deux parties : l'une qui se lie de manière covalente aux anticorps et l'autre qui se lie à un épitope spécifique, ou marqueur du cancer. Lorsqu'elle est injectée, cette molécule adaptatrice se lie aux anticorps, puis recherche et s'attache à l'épitope spécifique d'une cible. La méthode revient essentiellement à remettre un bip aux anticorps et à les mettre en veille. Ils attendent un appel, sous la forme de la molécule adaptatrice, qui, une fois connectée, les conduit instantanément directement au point faible d'une cible, où l'anticorps peut attaquer et désactiver l'agent pathogène.
Dans leurs expériences, Barbas et ses collègues ont implanté des tumeurs pour le cancer du côlon et le mélanome dans les flancs de souris et ont observé les tumeurs se développer au fil du temps. Ils ont ensuite injecté à des souris un produit chimique qui a amorcé les anticorps, avant de leur réinjecter des molécules adaptatrices qui se lient à la fois aux anticorps et aux protéines de surface des intégrines présentes sur chaque type de tumeur. Les chercheurs ont mesuré le volume des tumeurs jusqu'à un mois après l'injection, puis ont retiré les tumeurs et les ont pesées. Ils ont constaté que ceux traités avec le vaccin en deux étapes étaient significativement plus petits que ceux retirés des animaux qui avaient été injectés avec uniquement les molécules adaptatrices ou avec un vaccin adjuvant couramment utilisé. Les molécules que nous avons utilisées peuvent également se lier aux récepteurs humains, explique Barbas. Cela pourrait potentiellement se traduire directement chez les humains.
Barbas dit qu'il pourrait être possible d'adapter la nouvelle approche vaccinale à d'autres cancers et maladies. Les chercheurs devraient d'abord identifier des marqueurs moléculaires spécifiques pour chaque maladie, puis concevoir des molécules adaptatrices qui conduisent les anticorps à se lier à ces marqueurs.
Les défis viennent juste de venir avec ces molécules de ciblage, dit Barbas. Certes, il existe beaucoup dans la littérature qui peut être utilisée, mais les fascinantes que nous voulons rechercher n'existent pas encore. Récemment, il y a un épitope dans la grippe qui a été trouvé qui est hautement conservé, et nous aimerions concevoir une petite molécule qui se lie à cet épitope et se lie à un anticorps. Nous aimerions aussi faire la même chose avec le VIH.
Howard Kaufman , directeur du Mount Sinai Melanoma and Sarcoma Program, étudie les mécanismes immunosuppresseurs du cancer, en particulier dans le mélanome, et entame des essais cliniques de phase I pour tester un vaccin contre le mélanome. Kaufman dit que la technique vaccinale de Barbas représente une nouvelle façon de traiter le cancer et d'autres maladies. C'est une approche attrayante, dit Kaufman. C'est un moyen d'obtenir une immunisation instantanée au lieu d'attendre que la cinétique développe des réponses des lymphocytes T.
Kaufman souligne également que davantage de travail doit être fait pour déterminer si la technique fonctionnerait chez l'homme. Il n'est pas clair s'il s'agit d'une protection à long terme, et il serait intéressant d'essayer de défier des souris qui ont rejeté des tumeurs avec [une autre] tumeur plus tard, pour voir si elles sont toujours protégées, dit-il. Ce serait plus pertinent pour la situation humaine.