Attirer Salmonella dans un piège. A propos d'un nouveau vaccin contre Salmonella, selon ETH Zurich

Salmonella est entouré d'un revêtement protecteur qui la protège des défenses de l'hôte ainsi que des virus qui infectent et tuent souvent les bactéries.

«Attirer les bactéries dans un piège», source ETH Zurich.

Des chercheurs de l'ETH Zurich et de l'Université de Bâle ont mis au point un vaccin qui protège les animaux contre la Salmonella. Ces bactéries échappent souvent aux effets de la vaccination en modifiant génétiquement leur enveloppe protectrice. Les chercheurs ont réussi à manipuler ce processus pour attirer les bactéries dans un piège évolutif.

Développer des vaccins contre les bactéries est dans de nombreux cas beaucoup plus difficile que les vaccins contre les virus. Comme pratiquement tous les agents pathogènes, les bactéries sont capables de contourner l'efficacité d'un vaccin en modifiant leurs gènes. Pour de nombreux agents pathogènes, de telles adaptations génétiques sous la pression sélective de la vaccination entraîneront une diminution de leur virulence ou de leur aptitude. Cela permet aux agents pathogènes d'échapper aux effets de la vaccination, mais au prix de devenir moins transmissibles ou de causer moins de dégâts. Cependant, certains agents pathogènes, y compris de nombreuses bactéries, sont extrêmement efficaces pour changer de manière à échapper aux effets de la vaccination tout en restant hautement infectieux.

Pour les scientifiques qui cherchent à développer des vaccins, ce type d'évasion immunitaire est un problème fondamental depuis des décennies. S'ils entreprennent de développer des vaccins contre des agents pathogènes bactériens, ils remarqueront souvent que ceux-ci deviennent rapidement inefficaces.

Armer l'évasion immunitaire

Aujourd'hui, cependant, des chercheurs de l'ETH Zurich et de l'Université de Bâle ont précisément exploité ce mécanisme pour mettre au point un vaccin efficace contre les bactéries. Ils ont réussi à développer un vaccin contre Salmonella qui, au lieu d'essayer de tuer purement et simplement les bactéries intestinales, guide plutôt leur évolution dans l'intestin pour en faire un agent pathogène plus faible.

«Cela nous a permis de montrer que l'évasion immunitaire n'est pas seulement un défi majeur dans le développement de vaccin mais qu'elle peut en fait être utilisée à bon escient en médecine humaine et vétérinaire», explique Emma Slack, professeure à l'ETH. «Nous pouvons l'utiliser pour conduire l'évolution des micro-organismes pathogènes dans une certaine direction - dans notre cas, une impasse.» Slack a dirigé l'étude, qui a impliqué de nombreux chercheurs de différents groupes de l'ETH Zurich et d'autres institutions, ainsi que le professeur de l'ETH Wolf-Dietrich Hardt et Médéric Diard, professeur au Biozentrum de l'Université de Bâle.

Le vaccin combiné mène à l'objectif

Dans leur étude, les chercheurs ont inoculé à des souris une série de vaccins légèrement différents contre Salmonella Typhimurium et ont observé comment Salmonella présent dans les intestins des animaux modifiait ses gènes pour échapper aux effets des vaccins. Cela a permis aux scientifiques d'identifier le spectre complet des mutations possibles d'évasion immunitaire chez Salmonella Typhimurium. Par la suite, les chercheurs ont produit un vaccin combiné à partir de quatre souches de Salmonella qui couvraient tout le spectre des options d'évasion génétique de la bactérie.

Une évasion immunitaire surprenante a été provoquée par ce vaccin combiné, provoquant l'atrophie d'une importante couche de sucre de Salmonella à la surface. Alors que les bactéries affectées étaient encore capables de se multiplier dans les intestins des animaux, elles étaient largement incapables d'infecter les tissus corporels et de provoquer des maladies. En effet, le revêtement de sucre fait partie du revêtement protecteur des bactéries qui les protège des défenses de l'hôte ainsi que des virus qui infectent et tuent souvent les bactéries. Lors de tests sur des souris, les scientifiques ont pu montrer que leur nouveau vaccin était plus efficace pour prévenir les infections à Salmonella que les vaccins existants approuvés pour une utilisation chez le porc et le poulet.

Les scientifiques prévoient désormais d'utiliser le même principe pour développer des vaccins contre d'autres micro-organismes, par exemple contre des souches bactériennes résistantes aux antimicrobiens. De plus, il devrait être possible d'utiliser l'approche en biotechnologie et d'apporter des modifications spécifiques chez les micro-organismes en exerçant une pression sélective à travers les vaccins.

L'année dernière, les scientifiques ont été nominés pour le Spark Award de l'ETH Zurich pour ce travail de recherche, qui vient d'être publié dans Nature Microbiology. De plus amples informations sont fournies dans cette vidéo :