Une équipe de l’Université de Cambridge (Royaume-Uni) a enregistré un troisième succès grâce à sa technique guidée par l’intelligence artificielle pour concevoir des vaccins contre des virus extrêmement contagieux qui menacent la santé animale et humaine.
L’étude est publiée dans la revue ‘Cell Reports Medicine’. Leur nouveau vaccin à large spectre contre la grippe aviaire a offert une protection complète contre les différentes variantes de la maladie qui circulent à l’échelle mondiale lors d’essais sur des animaux.
L’étude a démontré que le vaccin est nettement supérieur à ceux que de nombreux gouvernements stockent actuellement pour une éventuelle flambée chez l’homme. Dans l’expérience, ces vaccins n’ont protégé qu’environ 50 % des animaux exposés à plusieurs variantes de la grippe aviaire, comparé à la protection totale offerte par le nouveau vaccin développé par l’équipe.
Conçue par l’Université de Cambridge et l’entreprise dérivée DIOSynVax Ltd, il s’agit du dernier ajout à une série de vaccins novateurs élaborés selon une méthode entièrement nouvelle. Son principe actif est conçu pour offrir une protection durable contre des milliers de variantes virales en une seule vaccination.
La nouvelle étude démontre que l’approche « plug and play » de l’équipe peut être utilisée pour créer des vaccins sûrs et très efficaces contre une large gamme de maladies infectieuses qui menacent la santé animale et humaine à l’échelle mondiale.
« Plutôt que de conférer une immunité contre une seule variante de la grippe aviaire, notre nouveau vaccin à large spectre protège contre une énorme variété de variantes. Il est conçu pour anticiper l’évolution virale, plutôt que d’y réagir », affirme le professeur Jonathan Heeney, du Laboratoire des Zoonoses Virales du Département de Médecine Vétérinaire de l’Université de Cambridge, qui a dirigé le projet.
La grippe aviaire se propage chez les animaux du monde entier et est actuellement considérée comme une menace majeure pour la santé publique mondiale. Bien que certaines infections humaines associées aux variantes nord-américaines aient été bénignes, d’autres variants en Asie du Sud-Est ont provoqué des maladies graves et une mortalité élevée chez l’homme.
Tout comme les coronavirus qui ont provoqué la Covid-19 et bien d’autres maladies infectieuses émergentes, la grippe aviaire est un virus à ARN. Les virus à ARN constituent une menace particulière pour la santé humaine car ils peuvent muter rapidement pour donner de nouvelles souches qui se transmettent des animaux aux humains et échappent à notre système immunitaire, ainsi qu’à nos vaccins actuels.
Au début de cette année, l’équipe avait annoncé que son vaccin universel contre le coronavirus avait démontré sa sécurité lors d’essais chez l’être humain, et publié des résultats montrant que son vaccin universel contre la grippe protège à la fois contre les virus grippaux humains et contre la grippe porcine.
L’approche actuelle face aux pandémies repose sur le stockage de vaccins contre des variantes individuelles du virus déjà apparues. L’approche du laboratoire de Cambridge utilise une ingénierie guidée par l’IA pour créer des vaccins à protection étendue, conçus pour maintenir leur efficacité face à une large gamme de variantes existantes et futures.
« Ces vaccins de nouvelle génération constituent une révolution pour la biosécurité nationale et une santé publique plus résiliente. Ils nous permettent d’être prêts à répondre immédiatement à des épidémies et pandémies virales, plutôt que de rester constamment sur la défensive et de répondre avec une souche qui aura muté », ajoute Heeney.
Les résultats démontrent le potentiel du design de vaccins guidé par l’IA pour développer une immunité de la population face à l’évolution des menaces biologiques. Cela concorde pleinement avec l’intérêt national et international croissant pour la biosécurité, à la suite de l’investissement récent de 100 millions de livres sterling du gouvernement britannique dans une biosécurité nationale fondée sur l’IA.
L’ingrédient actif d’un vaccin, appelé antigène, active le système immunitaire afin de générer une réponse protectrice. Cela prépare l’organisme à combattre de futures infections causées par des agents pathogènes qui portent cet antigène précis.
Pour concevoir le vaccin contre la grippe aviaire, l’équipe a rassemblé les données de séquences génétiques de tous les virus de la grippe aviaire répertoriés par les programmes de surveillance mondiaux, qui prélevent des échantillons de la faune sauvage, du bétail et des personnes infectées par la grippe aviaire.
Ils ont développé un outil d’IA pour intégrer l’immense quantité de données génétiques et les utiliser pour concevoir une gamme de « superantigènes », qui contiennent les caractéristiques antigéniques communes à tout ce groupe de virus. Ceux-ci ont été analysés dans des cellules afin de sélectionner le meilleur candidat pour le vaccin, qui a ensuite été testé dans des essais sur des animaux.
« L’utilisation de l’IA accélère considérablement le processus de conception des vaccins, et nous pouvons ensuite tester les candidats vaccinaux en laboratoire pour nous assurer qu’ils sont robustes et sûrs », explique Jonathan Heeney.
Cette nouvelle classe de vaccins universels est prête pour l’avenir. Non seulement elles protègent contre de nombreuses variantes simultanément, mais elles protègent potentiellement aussi contre des virus apparentés qui n’ont pas encore émergé ni été transmis à l’homme.
Dans la nouvelle étude, le vaccin DIOSynVax a protégé complètement des souris et des furets contre diverses variantes génétiquement distinctes du virus de la grippe aviaire, toutes ayant causé des infections humaines et représentant une menace pandémique potentielle. En comparaison, seulement la moitié des animaux ont survécu à ces mêmes virus lorsqu’ils ont été immunisés avec le vaccin existant de la grippe aviaire de l’OMS.
Le vaccin stocké par les gouvernements contre la grippe aviaire repose sur des souches virales représentatives identifiées par le programme mondial de préparation à la grippe. Il a été conçu pour protéger contre une souche spécifique de la maladie, mais l’étude révèle qu’il offre une protection minimale contre les autres souches en circulation.
L’approche traditionnelle de la conception vaccinale, en vigueur depuis des décennies, a été principalement réactive, répondant aux agents pathogènes une fois apparus. Les vaccins traditionnels visent à protéger contre des souches ou variantes virales spécifiques déjà détectées chez l’homme. Or, comme les virus mutent constamment, au moment où les vaccins sont fabriqués et distribués, leur protection est limitée et ils doivent être mis à jour régulièrement pour tenter de suivre l’évolution.
La prochaine étape consiste à tester ce nouveau vaccin contre la grippe aviaire dans des essais cliniques chez l’humain, afin qu’il soit prêt à être administré aux personnes lorsque nécessaire.
Les virus à ARN émergents, comme la grippe aviaire, peuvent se propager rapidement entre le bétail, la faune sauvage et les personnes. L’objectif de l’équipe est de créer des vaccins offrant une protection étendue pour les animaux comme pour les humains, ce qui réduira les opportunités pour que les pathogènes émergent, s’adaptent et se Propagent.
L’équipe travaille également dans le cadre d’un vaccin contre la grippe saisonnière qui offrirait une protection à large spectre sur plusieurs saisons. Des résultats préliminaires montrent que l’antigène du vaccin qu’ils ont conçu en 2018 demeure efficace après sept ans.
