Le virus SARS-CoV-2 qui est à l’origine de la pandémie COVID-19 n’est que l’un des nombreux virus de la famille des coronavirus. Beaucoup d’entre eux circulent dans des populations d’animaux comme les chauves-souris et ont le potentiel de « sauter » dans la population humaine, tout comme le SRAS-CoV-2. Les chercheurs du laboratoire de Pamela Björkman, professeur David Baltimore de biologie et de bio-ingénierie, travaillent au développement de vaccins pour un large éventail de coronavirus apparentés, dans le but de prévenir de futures pandémies.



Maintenant, dirigée par l’étudiant diplômé Alex Cohen, une équipe de Caltech a conçu une nanoparticule de 60 sous-unités à base de protéines sur laquelle des morceaux de jusqu’à huit types différents de coronavirus ont été attachés. Lorsqu’il est injecté à des souris, ce vaccin induit la production d’anticorps qui réagissent à une variété de coronavirus différents – y compris des virus similaires qui n’étaient pas présentés sur la nanoparticule.

La recherche est décrite dans un article de la revue Science.



Cette plateforme vaccinale, appelée nanoparticule mosaïque, a été développée initialement par des collaborateurs de l’Université d’Oxford. La nanoparticule a la forme d’une cage composée de 60 protéines identiques, dont chacune a une petite étiquette protéique qui fonctionne comme un morceau de Velcro. Cohen et son équipe ont pris des fragments des protéines de pointe de différents coronavirus (les protéines de pointe jouent le plus grand rôle dans l’infection) et ont conçu chacune pour avoir une étiquette de protéine qui se lierait à celles de la cage – l’autre moitié du morceau de Velcro. Lorsque ces morceaux viraux ont été mélangés avec la structure de la cage à nanoparticules, chaque étiquette de virus collé à une étiquette sur la cage, résultant en une nanoparticule présentant des pointes représentant différentes souches de coronavirus à sa surface.

L’affichage de huit fragments de pointe de coronavirus différents (connus sous le nom de domaines de liaison au récepteur ou RBD) avec cette plate-forme de particules a généré une réponse anticorps diversifiée, ce qui est un avantage par rapport aux méthodes de vaccination traditionnelles qui présentent des morceaux d’un seul type de virus. Après inoculation, les anticorps produits par la suite par les souris ont pu réagir à de nombreuses souches différentes de coronavirus. Surtout, les anticorps étaient réactifs aux souches apparentées de coronavirus qui n’étaient pas présentes sur la nanoparticule. Cela suggère qu’en présentant au système immunitaire plusieurs variantes de coronavirus différentes, le système immunitaire apprend à reconnaître les caractéristiques communes des coronavirus et pourrait donc potentiellement réagir à un coronavirus nouvellement émergent – pas seulement une variante du SRAS-CoV-2 – qui pourrait provoquer une autre pandémie.

Bien que l’équipe étudie toujours le mécanisme sous-jacent à ce phénomène, les résultats sont prometteurs. L’étape suivante consiste à examiner si l’immunisation empêche l’infection virale et / ou les symptômes d’infection chez les animaux produisant ces anticorps.

« Si nous pouvons montrer que la réponse immunitaire induite par notre technologie de nanoparticules protège effectivement contre les maladies résultant d’une infection, alors nous espérons que nous pourrons faire avancer cette technologie dans des essais cliniques humains, même si de nombreuses étapes doivent être franchies d’ici là. et puis « , dit Cohen. « Nous ne prévoyons pas que cette méthodologie remplacerait les vaccins existants, mais il est bon d’avoir de nombreux outils à portée de main face à de futures menaces virales émergentes. »

« Malheureusement, il est peu probable que le SRAS-CoV-2 soit le dernier coronavirus à provoquer une pandémie », déclare Björkman. « Les résultats d’Alex montrent qu’il est possible d’élever diverses réponses d’anticorps neutralisants, même contre des souches de coronavirus qui n’étaient pas représentées sur la nanoparticule injectée. Nous espérons donc que cette technologie pourra être utilisée pour se protéger contre les futurs coronavirus animaux qui se croisent chez l’homme. De plus, les nanoparticules suscitent des réponses neutralisantes contre le SRAS-CoV-2, il pourrait donc être possible de les utiliser maintenant pour se protéger du COVID-19 ainsi que d’autres coronavirus à potentiel pandémique.  »

L’article est intitulé « Les nanoparticules de mosaïque suscitent des réponses immunitaires à réaction croisée aux coronavirus zoonotiques chez la souris ». Les autres co-auteurs de Caltech sont les techniciens de recherche Priyanthi Gnanapragasam, Yu Lee, Pauline Hoffman et Leesa Kakutani; Susan Ou; la chercheuse Jennifer Keeffe (PhD ’09); spécialiste principal de la recherche Anthony West (PhD ’98); et Christopher Barnes, chercheur postdoctoral principal. Parmi les autres co-auteurs figurent Hung-Jen Wu et Mark Howarth de l’Université d’Oxford, et Michel Nussenzweig de l’Université Rockefeller. Le financement a été fourni par le Caltech Merkin Institute for Translational Research, les National Institutes of Health, une subvention rapide de l’Université George Mason et le Medical Research Council du programme de partenariat pour les essais cliniques des pays européens et en développement.