Une équipe de recherche dirigée par des experts de l’Institut des sciences médicales de l’Université de Tokyo (Japon) a étudié comment l’adjuvant vaccinal K3-SPG module l’immunité innée.
L’étude est publiée dans Science Advances. La pandémie de Covid-19 a mis en évidence les défis liés à la protection de la population face à l’émergence d’un nouveau virus respiratoire.
Bien que les vaccins aient été développés à une vitesse sans précédent, il y eut une période où ils n’étaient pas encore disponibles et la population demeurait vulnérable à l’infection. Cela soulève la question de savoir s’il est possible de renforcer temporairement les défenses naturelles de l’organisme sans connaître le virus qui apparaîtra.
Une réponse possible réside dans l’immunité innée, première ligne de défense de l’organisme. À la différence de l’immunité adaptative, qui apprend à reconnaître des cibles spécifiques, l’immunité innée peut répondre à des menaces sans exposition préalable. Certaines études ont démontré que certains stimuli peuvent augmenter la capacité de réponse des cellules immunitaires innées par un phénomène appelé immunité entraînée. Cependant, des interrogations subsistent sur la durée de cette protection et sur quelles cellules sont responsables de son maintien dans les voies respiratoires.
Pour combler ces lacunes de connaissance, le professeur Ken Ishii, de la Division des sciences vaccinales du Département de Microbiologie et Immunologie de l’Institut des sciences médicales de l’Université de Tokyo (Japon), a examiné comment l’adjuvant K3-SPG module l’immunité innée. Le travail a été coécrit par la doctorante Asuka Joy Tobuse, de l’Université de Tokyo, et le scientifique associé du projet Kouji Kobiyama, de l’Université de Californie à San Diego (États-Unis), qui faisait auparavant partie du laboratoire du professeur Ishii à l’Université de Tokyo.
K3-SPG est un adjuvant nanométrique qui associe un court fragment d’ADN synthétique appelé oligodéoxynucléotide CpG, qui active le récepteur de type Toll 9 (TLR9), un capteur immunitaire, à un β-glucane appelé schizophyllane. Les chercheurs ont d’abord testé si une dose unique administrée par voie nasale pouvait protéger des souris contre le virus de la grippe A. Les souris traitées ont perdu moins de poids et ont présenté un taux de survie plus élevé que les témoins. La protection restait détectable 100 jours après le traitement, bien qu’elle se soit atténuée avec le temps. Le traitement a aussi protégé les souris contre le SARS-CoV-2 dans un modèle murin susceptible.
La voie d’administration était déterminante. L’administration nasale offrait une meilleure protection que l’administration sous-cutanée ou intravasculaire. Cependant, malgré l’amélioration de la survie et la réduction des lésions pulmonaires, K3-SPG n’a pas considérablement réduit la charge virale dans les poumons. Les résultats suggèrent que le traitement a principalement aidé l’hôte à tolérer l’infection et à limiter les dommages tissulaires, plutôt que de prévenir directement la réplication virale.
L’équipe a exploré comment se développait cette protection. À l’aide de diverses méthodes analytiques, y compris le séquençage de l’ARN des cellules individuelles, elle a trouvé des preuves d’une réponse en deux étapes. Les macrophages ont été importants pendant la phase initiale, tandis que les cellules linfoïdes innées ont acquis de l’importance par la suite. Certaines de ces cellules linfoïdes innées ont montré des modifications au niveau de la chromatine, la structure ADN-protéine qui régule l’activité génétique, ce qui suggère des changements plus durables dans leur fonction.
L’équipe a également découvert que la réponse dépendait de TLR9, récepteur immunitaire activé par K3-SPG, ainsi que de la molécule de signalisation inflammatoire TNF-α. « Notre recherche a identifié des mécanismes uniques par lesquels les adjuvants vaccinaux peuvent induire une immunité innée protectrice contre les infections virales respiratoires, ce qui suggère que les adjuvants pourraient avoir des applications potentielles au-delà de leur fonction traditionnelle consistant à amplifier les réponses vaccinales », soulignent les auteurs.
Les chercheurs avertissent que ces résultats ont été démontrés principalement chez la souris et n’établissent pas que le K3-SPG puisse protéger les êtres humains contre les infections virales respiratoires. Davantage d’études sont nécessaires pour évaluer sa sécurité, son efficacité et son aptitude à un usage humain, y compris les différences dans la biologie de TLR9 et l’administration respiratoire.
