Stratégies actuelles et futures de vaccination contre les maladies pneumococciques invasives

Dans une étude récente publiée dans la revue Vaccins Npjles chercheurs ont examiné les mécanismes immunitaires employés par les vaccins existants contre la maladie pneumococcique invasive (IPD).

Ils ont discuté des stratégies vaccinales à venir, ainsi que des défis associés à la sélectivité des sérotypes et à l’utilisation de protéines dérivées du pneumocoque comme antigènes alternatifs dans le développement de vaccins.

Arrière-plan

Malgré la mise en œuvre de programmes de vaccination à l’échelle mondiale, les IPD causées par l’agent pathogène bactérien Streptococcus pneumoniaecontinue de provoquer des maladies généralisées et présente un taux de mortalité proche de 5 %. Streptococcus pneumoniae colonise de manière asymptomatique le nasopharynx de l’hôte et provoque par la suite une maladie invasive puisque la capacité du système immunitaire humain à contrecarrer S. pneumoniae les facteurs de virulence tels que la protéine d’enveloppe du polysaccharide capsulaire (CPS) sont réduits.

La capacité de la bactérie à utiliser les éléments constitutifs monosaccharides hétérogènes du CPS, à les lier et à les modifier entraîne également un sérotypage, près de 90 % de tous les cas d’IPD étant attribués à 20 à 25 sérotypes. Les manifestations courantes de l’IPD sont l’infection pulmonaire et la pneumonie, avec une infection continue entraînant une infection sanguine aiguë, une bactériémie, une septicémie et des infections de la moelle épinière et du cerveau, et éventuellement une méningite. L’IPD chez les patients hospitalisés pour la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) ou la grippe augmente également le taux de mortalité.

Étant donné que les IIP représentent encore une proportion importante des infections des voies respiratoires inférieures (15 cas sur 100 000 personnes chaque année) avec environ 1,1 million de décès chaque année, le développement de vaccins plus efficaces contre S. pneumoniae continue d’être une priorité.

Vaccins antipneumococciques existants

La principale méthode de clairance immunitaire de la colonisation pneumococcique est la phagocytose, et le CPS inhibe l’activation du complément et aide S. pneumoniae échapper à la clairance immunitaire. Cependant, la structure distincte du CPS et son exposition à la surface fournissent également aux vaccins un antigène approprié pour cibler et induire la clairance opsonophagocytaire de la bactérie.

Le lancement des programmes de vaccination dans le 20^ème siècle, l’utilisation du CPS exprimé dans les sérotypes les plus répandus a connu un succès considérable. Cependant, l’utilisation de CPS purifiés d’origine bactérienne ne peut pas déclencher la réponse immunitaire adaptative de l’hôte et génère uniquement des réponses d’immunoglobuline M (IgM) de faible affinité et de courte durée qui diminuent en six mois.

Les antigènes CPS ne peuvent être reconnus que par des lymphocytes B spécifiques, ce qui entraîne la sécrétion d’anticorps IgM, sans activation du changement de classe d’anticorps induit par les lymphocytes T et de la maturation d’affinité, conduisant à une absence des lymphocytes B ou T mémoire nécessaires pour une longue durée de vie. protection à terme.

La technologie des vaccins glycoconjugués, dans laquelle le CPS est conjugué à une protéine porteuse dotée de propriétés immunogènes, a contribué à induire des réponses immunitaires adaptatives ciblant le CPS, provoquant un changement de classe des IgM en IgG et une maturation d’affinité, entraînant une mémoire immunitaire. Cependant, malgré leur succès à induire une immunité à long terme, les incohérences entre les différents lots de vaccins et les variations de l’immunogénicité continuent de présenter des défis.

Le développement de vaccins conjugués présente également certains obstacles puisque le CPS est activé chimiquement pour que la protéine porteuse y soit attachée de manière covalente, et cette méthode d’activation pourrait jouer un rôle délétère. De plus, la conjugaison non spécifique du CPS et de la protéine porteuse pourrait entraîner une incapacité à présenter les antigènes clés au complexe majeur d’histocompatibilité (CMH). La technologie vaccinale actuelle est axée sur la formulation de vaccins conjugués dont l’homogénéité structurelle et l’immunogénicité ne sont pas affectées.

Un vaccin conjugué 10-valent récemment développé – Pneumosil, qui n’utilise pas la méthode d’oxydation au peroxyde pour attacher le CPS à la protéine porteuse de manière covalente – a montré une efficacité comparable à celle d’autres vaccins antipneumococciques approuvés.

Un autre vaccin 24-valent, VAX-24, conjugue le CPS avec une protéine porteuse exclusive, qui est modifiée pour permettre une conjugaison sélective au site et enrichit les sites de l’épitope conjugué du CPS tout en gardant intacte la structure tertiaire du CPS.

Les chercheurs ont également discuté d’autres formulations vaccinales récentes visant à contourner les défis présentés par les méthodes de conjugaison traditionnelles. En outre, l’hétérogénéité de la prévalence des sérotypes à travers le monde et le problème de la commutation capsulaire, qui présentent d’autres défis pour le développement de vaccins antipneumococciques efficaces, ont également été discutés.

Cibles antigéniques alternatives

L’accent mis par la technologie vaccinale sur les vaccins CPS et spécifiques à un sérotype réduit la portée de l’application du vaccin car il ne peut induire une immunité que contre les sérotypes spécifiques inclus dans la formulation.

L’émergence du non-encapsulé S. pneumoniae souches est également impliquée dans l’incidence accrue des cas d’IPD. Les chercheurs proposent une approche différente dans laquelle les vaccins ciblent les protéines de surface conservées de S. pneumoniae.

Des protéines telles que la pneumolysine, une cytolysine dépendante du cholestérol, sont étudiées depuis longtemps et ont été trouvées dans chaque S. pneumoniae souche qui provoque l’IPD.

Bien qu’il ait été démontré que la protéine pneumolysine complète protège contre un large éventail de S. pneumoniae sérotypes, il était également associé à une cytotoxicité. Cependant, les versions mutées de la pneumolysine avec une toxicité réduite, ainsi que d’autres protéines telles que la protéine de surface A du pneumocoque et la protéine de surface D de la triade de l’histidine du pneumocoque sont des cibles potentielles d’antigène vaccinal prometteuses.

conclusion

En résumé, l’examen a discuté de l’état actuel des vaccins antipneumococciques et des défis liés à l’hétérogénéité des sérotypes, aux processus de conjugaison des vaccins et à la commutation capsulaire. Ces défis continuent de constituer des obstacles au développement de vaccins efficaces contre un large éventail de maladies. S. pneumoniae sérotypes tout en offrant une immunité durable.

Les chercheurs ont également discuté d’autres antigènes vaccinaux potentiels, tels que les protéines de surface conservées dans de nombreux S. pneumoniae souches.