Un chercheur de l'ETH Zurich veut prévenir les infections urinaires grâce à un vaccin

Giorgia Greter aurait pu être assise dans l'un de ces bureaux minimalistes mais élégants d'une société de capital-risque - analysant le potentiel des start-ups et des nouvelles technologies à perturber les marchés. Elle aurait également pu ne pas étudier des plans d'entreprise, mais plutôt des boîtes de Petri dans un laboratoire, pour se forger une carrière universitaire en répondant à certaines des questions fondamentales de la vie.

Au lieu de cela, cette chercheuse de 29 ans parle avec enthousiasme de la start-up qu'elle est en train de créer sur le campus même où elle a effectué ses études doctorales : Le Hönggerberg de l'ETH Zurich.

Cette start-up, Baxiva, développe un vaccin pour prévenir les infections des voies urinaires (IVU). Ces infections sont extrêmement désagréables. Elles commencent par des mictions douloureuses et fréquentes. Parfois, des douleurs spasmodiques envahissent l'abdomen et il arrive que du sang se mêle à l'urine. Ces infections peuvent être très difficiles à combattre pour l'organisme. En l'absence de traitement, l'infection peut progresser jusqu'aux reins et, dans de rares cas, se transformer en une infection sanguine potentiellement mortelle.

De plus en plus de résistances aux antibiotiques

"Près d'une femme sur deux aura, au moins une fois dans sa vie, une infection urinaire. Elles touchent également un homme sur huit, qui y est particulièrement sujet avec l'âge", explique Mme Greter. Certains auront la chance de ne contracter que rarement une telle infection. Mais pour beaucoup, en particulier les femmes, il s'agit d'un problème trop familier qui revient sans cesse.

Mme Greter souligne la fréquence de ces infections et leur impact négatif sur la productivité et la qualité de vie. Des études ont montré que les infections urinaires ne provoquent pas seulement des douleurs et des problèmes de santé, mais aussi de l'anxiété et un sentiment de culpabilité : les personnes souffrant d'infections urinaires récurrentes craignent la prochaine infection.

C'est le cas d'une personne qui fait partie du cercle social le plus proche de Mme Greter. Elle souffre d'infections urinaires récurrentes et doit donc prendre des antibiotiques plusieurs fois par an.

Le traitement de toutes ces infections par des antibiotiques, qui est actuellement le seul traitement efficace, pose un problème : "De plus en plus d'E. coli développent une résistance aux antibiotiques", explique M. Greter. Les médicaments utilisés depuis des décennies ne fonctionnent plus de manière fiable. Et ce problème s'aggrave rapidement.

Du tractus intestinal aux voies urinaires

E. coli, abréviation d'Escherichia coli, est une bactérie que Mme Greter connaît bien : elle a reçu la médaille de l'ETH pour ses travaux de doctorat en écologie microbienne quantifiée portant sur E. coli dans l'intestin.

Des champignons ou des virus peuvent également déclencher une infection des voies urinaires. Toutefois, l'E. coli est de loin le coupable le plus fréquent.

Cette bactérie est naturellement présente dans nos intestins, ce qui est sain. La plupart d'entre elles ne sont même pas capables de provoquer des infections. "Mais certaines souches nocives ont développé des outils spécialisés pour envahir les voies urinaires", explique M. Greter. "Elles possèdent des adhésines qui leur permettent de s'accrocher à la délicate paroi de l'urètre et d'éviter d'être évacuées lors de la miction. Elles ont des toxines qui brisent nos cellules pour accéder aux nutriments, et une capsule protectrice de polysaccharide qui rend ces bactéries presque invisibles pour le système immunitaire", décrit M. Greter. Le scientifique a le don d'expliquer des choses complexes en termes simples.

Cela sera important pour le financement de l'entreprise. Les vaccins ont un chemin long et coûteux à parcourir avant d'être vendus dans les cliniques. Mme Greter estime que le développement de son vaccin nécessitera un investissement de plus d'un milliard de francs suisses sur une période de 10 à 15 ans avant qu'il ne soit disponible dans une pharmacie ou un cabinet médical.

C'est un gros investissement, admet-elle, "mais c'est un problème énorme à résoudre, et ces tests sont un processus important pour établir qu'un vaccin est sûr et efficace avant qu'il ne soit vendu". Le projet a pris un bon départ, leur demande auprès de l'agence suisse pour l'innovation, Innosuisse, vient d'être approuvée.

Apprendre au système immunitaire à voir la capsule de la bactérie

Mais quelle est exactement l'approche de Mme Greter ? Notre système immunitaire est toujours à l'affût des bactéries qui envahissent notre corps et il est généralement très doué pour les éliminer, sinon nous ne serions pas là", explique-t-elle. Mais ces bactéries E. coli nuisibles se cachent de notre système immunitaire sous leur capsule de polysaccharide. "Notre vaccin apprend au système immunitaire à reconnaître la capsule et à l'attaquer", explique-t-elle.

La mise au point d'un tel vaccin n'est pas une mince affaire, et c'est là que la technologie de Baxiva entre en jeu. "Pour apprendre au système immunitaire à reconnaître la capsule, nous devons coller le polysaccharide avec une protéine stimulant le système immunitaire et injecter cette combinaison dans le corps. Il s'agit d'un type de vaccin bien connu, appelé glycoconjugué, le terme "glycane" désignant également les polysaccharides.

Pendant longtemps, on a considéré qu'il était impossible de mettre au point un glycoconjugué pour E. coli parce que leurs capsules sont constituées de nombreux polysaccharides complexes différents, chacun ayant sa propre chimie complexe.

Un vaccin avec moins d'effets secondaires

En fait, les collègues de Giorgia au sein du laboratoire d'immunologie des muqueuses, Emma Slack, Tim Keys et Christoph Rutschmann, effectuent des recherches sur les polysaccharides de surface d'E. coli depuis des années. Greter explique : "La percée s'est produite lorsque notre groupe a commencé à travailler avec les chimistes du groupe Bode. Nous avons identifié une poignée chimique spécifique sur tous les polysaccharides d'E. coli et nos collègues chimistes ont conçu un "linker", la colle parfaite, pour coller ces polysaccharides sur une protéine."

L'avantage d'une telle vaccination est que les bactéries inoffensives ne sont pas affectées. Et comme ce vaccin contient des composants définis avec précision, il devrait avoir moins d'effets secondaires que les vaccins qui injectent des cellules bactériennes entières tuées.

D'autres vaccins nécessitent un rappel

Une fois que vous avez été vacciné contre l'E. coli, vous ne devriez pas contracter d'autre infection, et certainement pas une infection du sang, précise M. Greter.

Cela diffère des vaccins déjà disponibles dans certains pays. Il existe par exemple un vaccin contre les infections des voies urinaires, pour lequel il faut prendre régulièrement une capsule orale contenant un cocktail de bactéries tuées. Ce vaccin a récemment fait l'objet d'une étude qui a révélé que près de la moitié des personnes prenant les gélules souffriraient toujours d'infections urinaires après neuf ans.

Un autre vaccin injectable nécessite plusieurs doses pour une immunisation de base et doit être renouvelé chaque année. Il présente également des effets secondaires désagréables tels que des symptômes grippaux et, dans de rares cas, des problèmes cardiovasculaires. De plus, son efficacité reste controversée.

L'échange en laboratoire

Ces types de vaccins reposent sur une technologie différente : des composants natifs inactivés d'E. coli sont inoculés dans ces cas. Sans les avancées technologiques de Baxiva, ces vaccins ne peuvent qu'induire des réponses immunitaires contre les structures bactériennes qui sont normalement cachées sous l'épaisse capsule ciblée par les vaccins de Baxiva.

La mise au point de la technologie de vaccination de Baxiva montre que, souvent, la science ne fonctionne pas de manière linéaire. Il illustre également l'importance de l'interaction humaine pour le progrès. Pendant les études doctorales de Mme Greter, Tim Keys et Christoph Rutschman, qui deviendront plus tard ses deux cofondateurs, menaient des recherches dans le même laboratoire.

"Nous avions travaillé sur des projets très différents et n'avions jamais collaboré. Mais le mode de fonctionnement du groupe d'immunologie des muqueuses fait que nous avons toujours vu et discuté des travaux de l'autre", se souvient Mme Greter.

Réorientation grâce à un programme d'entrepreneuriat

À l'époque, comme de nombreux doctorants, Mme Greter s'est posé la question : Université ou libre entreprise ? "Je voulais évaluer toutes les options qui s'offraient à moi. Je me suis donc rendue à des réunions d'information organisées par des cabinets de conseil, des sociétés pharmaceutiques et des sociétés de capital-risque". Dans ces dernières, Mme Greter pensait pouvoir mettre à profit ses compétences scientifiques et analytiques, ainsi que son dynamisme et sa détermination à faire la différence.

La participation à un programme de l'ETH Zurich et des universités de Zurich et de Bâle a renforcé ses objectifs de carrière. Dans le cadre de "Feminno", un programme spécialement conçu pour promouvoir les chercheuses dans le secteur de l'innovation, Mme Greter s'est rendu compte qu'elle avait un don pour l'entrepreneuriat.

Ses collègues, Keys et Rutschmann, qui connaissent ses aspirations entrepreneuriales et sa capacité à jeter des ponts entre la science et l'entreprise - après tout, ils travaillent côte à côte - ont immédiatement su qu'elle était la bonne personne pour diriger la nouvelle start-up. Depuis 2023, ils travaillent ensemble sur leur start-up de l'ETH, Baxiva.

Une course contre la concurrence ?

Ils ont déjà testé le vaccin sur des souris, avec des résultats prometteurs jusqu'à présent. Ils recherchent à présent un spécialiste capable de produire en laboratoire des lots de vaccins de qualité clinique. La cascade d'essais cliniques et de tests suivra.

D'autres entreprises proposent des solutions de vaccination technologiquement différentes pour les infections urinaires qui sont déjà en phase de test. "La barrière du marché est moins importante pour le premier arrivé. Nous devons donc prouver que nous obtiendrons une plus grande couverture ou une meilleure protection", explique M. Greter. Et d'ajouter avec un sourire confiant : "La littérature suggère fortement que notre approche, qui consiste à cibler la capsule de glycane, est la bonne.