Une nouvelle approche cible norovirus, principale cause mondiale d'infection d'origine alimentaire

Légende. Les cellules intestinales (noyaux représentés en bleu) sont infectées par une souche de rotavirus génétiquement modifiée pour porter un gène de norovirus (vert). Des chercheurs de la faculté de médecine de l'Université de Washington à Saint-Louis ont trouvé un moyen créatif de fabriquer un vaccin contre norovirus, la principale cause d'infections d'origine alimentaire, en s'appuyant sur le rotavirus, un virus non apparenté pour lequel il existe déjà plusieurs vaccins très efficaces.

«Une nouvelle approche cible norovirus, principale cause mondiale d'infection d'origine alimentaire », source communiqué de Washington University School of Medicine in St. Louis.

Le vaccin double comprenant deux virus causant la diarrhée génère des anticorps contre les deux.

Chaque année, norovirus provoque des centaines de millions de cas d'intoxication alimentaire - et la mort d'au moins 50 000 enfants, mais il n'existe aucun moyen réel de le maîtriser. Le virus s'est avéré exceptionnellement difficile à étudier en laboratoire, et les scientifiques ont eu du mal à développer des vaccins et des médicaments efficaces.

Une nouvelle étude de la Washington University School of Medicine à St. Louis décrit une manière créative de fabriquer un vaccin contre norovirus en s'appuyant sur les vaccins très efficaces contre rotavirus, un virus non apparenté qui provoque également la diarrhée.

Les chercheurs ont créé un vaccin expérimental combiné rotavirus-norovirus en ajoutant une protéine clé du norovirus à une souche inoffensive de rotavirus. Les souris qui ont reçu le vaccin expérimental ont produit des anticorps neutralisants contre le rotavirus et le norovirus. L'étude, disponible en ligne dans Proceedings of the National Academy of Sciences, décrit une approche innovante pour prévenir l'une des infections virales les plus courantes et les plus incurables.

«Presque tout le monde a eu un norovirus à un moment donné», a déclaré l'auteur principal Siyuan Ding, professeur adjoint de microbiologie moléculaire. «Vous sortez pour manger, et la prochaine chose que vous savez, c'est que vous vomissez et avez la diarrhée. Vous récupérerez, mais ça va être dur pendant trois jours environ. Cependant, pour les enfants des pays en développement qui n'ont pas accès à de l'eau potable, cela peut être mortel. Les vaccins contre rotavirus fonctionnent très bien, et il existe déjà des systèmes de distribution mondiaux mis en place pour eux, donc sur cette base, nous avons vu une opportunité de faire enfin des progrès contre norovirus.»

Avant le lancement des premiers vaccins contre rotavirus en 2006, un demi-million d'enfants dans le monde mouraient chaque année de diarrhée causée par une infection à rotavirus. Maintenant, le nombre est estimé à environ 200 000, c’est toujours élevé mais c’est une énorme amélioration. Quatre vaccins contre rotavirus sont utilisés dans le monde. Tous sont des vaccins à virus vivants, ce qui signifie qu'ils sont basés sur des formes affaiblies du rotavirus capables de déclencher une réponse immunitaire mais pas de rendre les gens malades.

Le norovirus humain, en revanche, a entravé la recherche scientifique pendant des décennies. Il n'infecte pas les souris ou les rats ou tout autre animal de laboratoire ordinaire, de sorte que les types d'expériences qui ont conduit au développement de vaccins contre le rotavirus ont été impossibles à reproduire avec le norovirus.

Ding et ses collègues, dont le premier auteur Takahiro Kawagishi, un scientifique du laboratoire de Ding, et l'auteur co-correspondant Harry B. Greenberg, professeur émérite de médecine à l'Université de Stanford, ont eu l'idée d'utiliser le rotavirus pour contourner les difficultés techniques de travailler avec le norovirus. Ils ont travaillé avec une souche de laboratoire de rotavirus en remplacement de l'un des vaccins antirotavirus approuvés, qui sont exclusifs.

Les chercheurs ont inséré le gène de la protéine qui forme la surface externe du norovirus humain dans le génome de la souche de laboratoire de rotavirus. Ensuite, ils ont administré le rotavirus modifié à des souris infantiles immunodéprimées par voie orale, de la même manière que les vaccins antirotavirus sont administrés aux enfants. Ils ont prélevé des échantillons de sang et de matières fécales quatre, six et huit semaines plus tard. Neuf semaines après la première immunisation, les chercheurs ont administré aux souris un rappel par injection et ont de nouveau prélevé des échantillons une semaine plus tard.

Une forte réponse anticorps était évidente dans le sang de 9 sur 11 souris testées et dans les intestins des 11 souris. Mieux encore, certains des anticorps du sang et des intestins ont pu neutraliser les deux virus dans des cultures de «mini-intestin» humains in vitro. Ces cultures, également appelées organoïdes, sont cultivées à partir de cellules souches humaines et répliquent la surface de l'intestin humain.

«Traditionnellement, les études sur les vaccins se sont concentrées sur la réponse des anticorps dans le sang, car nous comprenons que cette partie de la réponse immunitaire est la meilleure», a dit Ding. «Mais norovirus et rotavirus sont des virus intestinaux, donc les anticorps dans le sang sont moins importants que ceux dans les intestins pour combattre ces virus. Le fait que nous ayons vu une forte réponse en anticorps dans les intestins est un bon signe.»

La prochaine étape consiste à montrer que les animaux immunisés avec le vaccin expérimental sont moins susceptibles de tomber malades ou de mourir de norovirus. Ding a de telles expériences en cours.

La puissance de cette étude est qu'elle décrit une nouvelle approche qui pourrait accélérer le développement de vaccins pour une variété d'organismes gênants qui causent la diarrhée, en particulier dans les pays aux ressources limitées où bon nombre de ces infections se produisent. 

«Il existe de nombreux agents pathogènes intestinaux pour lesquels nous n'avons pas de bons traitements ou vaccins», a dit Ding. «En principe, nous pourrions mettre un gène de n'importe quel organisme qui infecte le tractus intestinal dans le vaccin antirotavirus pour créer un vaccin bivalent. Il faudrait bien sûr trouver les bonnes cibles pour produire une bonne réponse immunitaire, mais le principe est simple.

«En tant que chercheur fondamental, nous avons rarement la chance de faire avancer quelque chose en clinique», a poursuivi Ding. «Nous étudions ce que fait le virus et comment l'hôte réagit à un niveau de base. Il s'agit d'une occasion rare pour notre travail d'affecter directement la santé humaine et d'améliorer la vie des gens.