Une percée utilisant l’algorithme d’épigraphe

Les scientifiques du Nebraska ont utilisé une technique basée sur les données, Epigraph, pour créer un vaccin potentiellement universel contre la grippe porcine. Des essais à long terme sur des porcs ont montré qu’il était plus efficace et plus durable que les vaccins traditionnels. Le développement peut également avoir des implications importantes pour la santé humaine en raison du potentiel pandémique de la grippe porcine.

Une expérience réussie à long terme avec des porcs vivants indique que les scientifiques du Nebraska pourraient faire un pas de plus vers la réalisation d’un vaccin sûr, durable et potentiellement universel contre la grippe porcine.

Les résultats ne sont pas seulement importants pour l’industrie porcine, ils ont des implications importantes pour la santé humaine. C’est parce que les porcs agissent comme des « cuves de mélange », où diverses souches de grippe porcine et aviaire peuvent se reconfigurer et devenir transmissibles à l’homme. En fait, la pandémie de grippe porcine de 2009, impliquant une variante du H1N1 souche, est apparue pour la première fois chez les porcs avant d’infecter environ un quart de la population mondiale au cours de sa première année, causant près de 12 500 décès aux États-Unis et peut-être jusqu’à 575 000 dans le monde, selon les Centers for Disease Control and Prevention.

“Compte tenu du rôle important que jouent les porcs dans l’évolution et la transmission des souches pandémiques potentielles de grippe et de l’impact économique substantiel des virus de la grippe porcine, il est impératif que des efforts soient déployés pour développer des stratégies de vaccination plus efficaces dans les populations porcines vulnérables”, a déclaré Erika Petro-Turnquist, doctorante et auteure principale de l’étude récemment publiée dans la revue Frontières en immunologie.

Une équipe dirigée par Eric Weaver, directeur du Nebraska Center for Virology, a mis au point un vaccin robuste contre une souche de grippe porcine. Encadrée par un modèle de protéines d’acide nucléique, l’équipe comprend (de gauche à droite) Weaver, Matt Pekarek, un étudiant diplômé du Weaver Lab ; Cedric Wooledge, technicien du Programme institutionnel de soins aux animaux; David Steffen, avec le Nebraska Veterinary Diagnostic Center ; et Nicholas Jeanjaquet et Erika Petro-Turnquist, doctorants au Weaver Lab. Crédit : Craig Chandler|Communication et marketing universitaires|Université du Nebraska-Lincoln

Petro-Turnquist est conseillé par Eric Weaver, professeur agrégé et directeur du Nebraska Center for Virology. Le laboratoire de Weaver est le fer de lance d’un effort qui utilise Epigraph, une technique informatique basée sur les données développée conjointement par Bette Korber et James Theiler du Laboratoire national de Los Alamos, pour créer un vaccin à base plus large contre la grippe, qui est notoirement difficile à prévenir car il mute rapidement.

Les producteurs de porc tentent actuellement de gérer la grippe porcine en utilisant des vaccins disponibles dans le commerce dérivés de virus entiers inactivés et de virus vivants affaiblis. En 2008, environ la moitié des vaccins utilisés aux États-Unis étaient fabriqués sur mesure pour des troupeaux spécifiques – une stratégie coûteuse, longue et peu efficace en raison de la rapidité avec laquelle la grippe porcine évolue.

L’algorithme Epigraph permet aux scientifiques d’analyser d’innombrables acides aminés

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” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>virus[{“attribute=””>virus variantes pour créer un « cocktail » vaccinal des trois épitopes les plus courants – les morceaux de protéine virale qui déclenchent la réponse du système immunitaire. Cela pourrait être une voie vers un vaccin universel contre la grippe, que le

” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>Institutsnationauxdelasanté[{“attribute=””>NationalInstitutesofHealth se définit comme un vaccin efficace à au moins 75 %, qui protège contre plusieurs types de virus grippaux pendant au moins un an et qui convient à tous les groupes d’âge.

“Le premier épitope ressemble à un gène normal du vaccin contre la grippe, le second a l’air un peu bizarre et le troisième est plus rare”, a déclaré Weaver. « Nous inversons l’évolution et rapprochons ces séquences que le système immunitaire reconnaît comme pathogènes. Nous les relions informatiquement et c’est de là que vient la puissance de ce vaccin, qu’il offre une si bonne protection contre un si large éventail de virus.

Dans une autre stratégie visant à accroître l’efficacité, le vaccin est administré via l’adénovirus, un virus courant qui provoque des symptômes de type rhume. Son utilisation comme vecteur déclenche une réponse immunitaire supplémentaire en imitant une infection virale naturelle.

Il y a deux ans, l’équipe de Weaver a publié les premiers résultats dans la revue Communication Nature, sur la base de tests sur des souris et des porcs. Ces découvertes ont indiqué que le vaccin développé par Epigraph a produit des signatures de réponse immunitaire et une protection physiologique contre une variété de souches beaucoup plus large qu’un vaccin commercial largement utilisé et des souches de grippe de type sauvage.

L’étude de suivi est apparemment la première étude longitudinale comparant l’apparition et la durée d’un vaccin à vecteur adénoviral avec celles d’un vaccin à virus entier inactif. Petro-Turnquist et Weaver, ainsi que Matthew Pekarek, Nicholas Jeanjaquet et Hiep Vu du Département des sciences animales, Cedric Wooledge du Bureau de la recherche et du développement économique et David Steffen du Nebraska Veterinary Diagnostic Center, ont observé 15 femelles croisées Yorkshire porcs sur une période d’environ six mois, la durée de vie typique d’un porc de marché.

Un groupe de cinq a reçu le vaccin Epigraph, un deuxième groupe de cinq a reçu un vaccin commercial à virus entier inactif et un troisième groupe de cinq a reçu une solution saline pour servir de groupe témoin. Les porcs ont reçu leur première vaccination à l’âge de trois semaines et un rappel trois semaines plus tard. Leurs niveaux d’anticorps et les réponses des lymphocytes T ont été mesurés chaque semaine pendant le premier mois et tous les 30 jours par la suite. A l’âge de six mois, ils ont été exposés à une souche de grippe porcine divergente de celles directement représentées dans le vaccin.

Les porcs qui ont reçu le vaccin Epigraph ont montré des réponses d’anticorps et de lymphocytes T plus rapides et plus durables aux vaccins. Après avoir été exposés au virus de la grippe porcine, les porcs vaccinés par Epigraph ont montré une bien meilleure protection contre la maladie – moins d’excrétion virale, moins de symptômes d’infection et des réponses immunitaires plus fortes.

“Ces porcs pesaient environ cinq livres lorsque nous les avons vaccinés et à la fin de l’étude, six mois plus tard, ils pesaient plus de 400 livres”, a déclaré Weaver. “C’est assez étonnant que ce vaccin se maintienne à ce rythme de croissance. Il continue de s’étendre au fur et à mesure que l’animal grandit.

L’équipe de Weaver continue de poursuivre la recherche, avec les prochaines étapes comprenant des études plus importantes et éventuellement un partenariat commercial pour mettre le vaccin sur le marché.

“Plus nous faisons ces études, plus nous sommes convaincus que ce vaccin réussira sur le terrain”, a déclaré Weaver.

Référence : « Le vaccin épigraphique à vecteur adénoviral suscite une immunité robuste, durable et protectrice contre le virus de la grippe A H3 chez le porc » par Erika Petro-Turnquist, Matthew Pekarek, Nicholas Jeanjaquet, Cedric Wooledge, David Steffen, Hiep Vu et Eric A. Weaver, 15 mai 2023, Frontières en immunologie.
DOI : 10.3389/fimmu.2023.1143451