La clé d'un vaccin Hib moins cher et plus accessible a été trouvée

Approche possible pour de nouveaux vaccins et médicaments contre les bactéries

12.06.2023 - Allemagne
Karin Kaiser / MHH

Julia Schulze (à gauche), le Dr Timm Fiebig et Andrea Bethe ont décrypté le cheminement de la capsule bactérienne de l'Haemophilus influenzae de type b (Hib).

La bactérie Haemophilus influenzae type b (Hib) peut provoquer des maladies graves telles que la méningite et l'empoisonnement du sang chez les jeunes enfants. Des chercheurs de l'Institut de biochimie clinique du MHH ont décrypté le cheminement de la capsule bactérienne et ont ainsi jeté les bases d'une production peu coûteuse et sûre du vaccin Hib.

La bactérie Haemophilus influenzae de type b (Hib) habite la cavité nasale humaine. Elle provoque des infections des voies respiratoires supérieures et inférieures, en particulier chez les nourrissons et les jeunes enfants. Mais des maladies encore plus graves, telles que l'inflammation de l'oreille moyenne, la méningite ou l'empoisonnement du sang (septicémie), peuvent être causées par Hib. La bactérie s'entoure d'une coque constituée de nombreuses chaînes de sucre, également appelées polymères de la capsule. Grâce à ces polymères, la bactérie se protège contre le système immunitaire de l'hôte et peut ainsi survivre dans le corps humain. Il existe des vaccins contre Hib qui contiennent les polymères de sucre de la capsule et qui entraînent le système immunitaire à ces antigènes. Cependant, leur production est complexe et coûteuse. En effet, les antigènes doivent être obtenus directement à partir de cultures bactériennes infectieuses, ce qui nécessite un laboratoire présentant un niveau de sécurité adéquat. L'équipe dirigée par le Dr Timm Fiebig de l'Institut de biochimie clinique de l'École de médecine de Hanovre (MHH) est parvenue pour la première fois à décrypter entièrement la voie de formation du polymère de la capsule et à créer ainsi la possibilité de produire l'antigène du vaccin de manière économique et sûre par synthèse enzymatique sans utiliser d'agents pathogènes. Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Chemical Biology.

Une synthèse simple pourrait rendre le vaccin plus accessible dans le monde entier

"L'élucidation de la voie de biosynthèse permet une production beaucoup plus élégante des antigènes du vaccin Hib à partir de précurseurs largement disponibles et peu coûteux dans un laboratoire standard, sans avoir à cultiver des bactéries dangereuses dans des bioréacteurs", explique le Dr Fiebig, chef du groupe de travail "Glycobiochimie microbienne et développement de vaccins". Malgré la grande efficacité du vaccin Hib introduit en Allemagne dans les années 1990, la bactérie reste la principale cause de méningite bactérienne chez les enfants de moins d'un an dans les sociétés non vaccinées. Grâce à la simplicité de la voie de synthèse récemment découverte, la distribution du vaccin pourrait être améliorée dans le monde entier.

Approche possible pour de nouveaux vaccins et médicaments contre les bactéries

Cependant, l'équipe de recherche n'a pas seulement élucidé la voie de production elle-même, mais a également décrit les enzymes qui contrôlent ce processus. "Pour la première fois, nous avons compris comment la bactérie construit sa capsule de polymère et quelles sont les enzymes qu'elle utilise à cette fin", explique le Dr Fiebig. Cette usine à enzymes peut désormais être reproduite en éprouvette dans des conditions sûres. L'enzyme la plus importante est la polymérase de la capsule, qui produit la capsule de polysaccharide proprement dite et donc l'antigène du vaccin. L'enzyme se compose de quatre sous-unités. Trois d'entre elles transfèrent des éléments chimiques présents dans les polymères de surface de nombreuses autres bactéries et qui contribuent à l'effet pathogène des agents pathogènes. Cependant, on ne savait pas encore quelles enzymes transmettaient ces éléments et à quoi ressemblaient ces enzymes en trois dimensions. Ces informations sont pourtant cruciales pour le développement d'agents antibactériens et pour la découverte de nouvelles enzymes qui contrôlent la manière dont les bactéries trompent notre système immunitaire et leur degré d'infectiosité.

Les chercheurs ont également pu identifier les mêmes structures de polymérase chez d'autres bactéries. Il s'agit notamment de la bactérie intestinale Escherichia coli, de l'espèce Acinetobacter la plus résistante aux antibiotiques, ou encore de la listeria que l'on trouve dans les aliments contaminés. "Nos résultats pourraient également être utilisés pour développer des vaccins ou des médicaments contre ces pathogènes et d'autres, par exemple en mettant au point des substances qui bloquent les enzymes nouvellement découvertes et interrompent ainsi la formation de la capsule protectrice", explique le Dr Fiebig. Compte tenu de la résistance croissante aux antibiotiques, il s'agit d'une option prometteuse dans la lutte contre les bactéries. Toutefois, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour y parvenir.

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