Comparison of Systemic and Mucosal Synchronous Immunization with Replicating Single-cycle Adenoviruses and SOSIP Protein HIV-1 Vaccines

La plupart des infections par le virus de l'immunodéficience humaine commencent aux points d'entrée mous et humides du corps : la paroi du vagin, le rectum, la bouche ou le nez. À ces surfaces muqueuses, la bataille contre le virus commence avec un nombre infime d'envahisseurs, parfois un seul et unique fragment. Si un vaccin pouvait arrêter le virus précisément là, au moment même où il tente de franchir la barrière, il pourrait empêcher l'infection de s'installer. Pendant des décennies, les scientifiques ont tenté de construire des vaccins capables de fonctionner de cette manière, mais la méthode standard d'injection — l'injection profonde dans un muscle à l'aide d'une aiguille — échoue souvent à créer un bouclier suffisamment robuste à ces points d'entrée spécifiques. Bien que les injections musculaires envoient des signaux immunitaires dans tout le corps, elles n'apprennent pas toujours au système immunitaire comment garder efficacement les portes muqueuses. Cela laisse une faille critique dans la protection, incitant les chercheurs à poser une question simple mais difficile : est-ce que l'endroit où l'on administre le vaccin importe ?

Une équipe de scientifiques de la Mayo Clinic et d'autres institutions s'est donné pour mission de répondre à cette question en testant une nouvelle stratégie chez le macaque rhésus, un type de singe souvent utilisé pour étudier les maladies humaines. Ils voulaient voir si l'administration d'un vaccin directement sur le site où le virus pénètre dans le corps offrait une meilleure protection que l'injection musculaire standard. Pour ce faire, ils ont utilisé deux types différents de composants vaccinaux. Le premier était une protéine qui imite la coque externe du virus, conçue pour entraîner le système immunitaire à reconnaître l'ennemi. Le second était un outil génique unique : un adénovirus modifié, qui est un virus du rhume courant, ayant été transformé pour agir comme un camion de livraison. Ce camion transporte les instructions génétiques de la coque externe du virus dans les cellules du corps. Crucialement, ce camion a été conçu pour répliquer sa cargaison de nombreuses fois à l'intérieur de la cellule afin de produire une quantité massive de la protéine virale, mais il a été désactivé pour ne pas pouvoir se propager à d'autres cellules ou provoquer une véritable infection. Cette conception à « cycle unique » permettait au vaccin de générer une réponse immunitaire massive sans les risques de sécurité liés à un virus pleinement réplicatif.

Les chercheurs ont divisé les singes en groupes et leur ont administré la même combinaison de ces deux parties du vaccin, mais ils ont modifié la voie d'administration du camion génique. Un groupe a reçu le camion par une injection standard dans le muscle du bras. Un autre groupe l'a reçu sous forme de spray liquide dans le nez. Le troisième groupe l'a reçu par injection directe dans la paroi vaginale, l'endroit précis où le virus tenterait plus tard d'entrer. Tous les groupes ont reçu le composant protéique par injection musculaire, car c'était la seule méthode connue pour fonctionner avec cette protéine spécifique à l'époque. Les singes ont été vaccinés quatre fois sur plusieurs mois, les chercheurs protégeant soigneusement les camions viraux avec un revêtement protecteur à chaque fois pour s'assurer que le système immunitaire les reconnaisse comme de nouvelles cibles plutôt que de les rejeter comme de vieux amis.

Une fois la série de vaccinations terminée, les chercheurs ont attendu longtemps — plus d'un an et demi — pour voir si la protection durerait. Ensuite, ils ont commencé un test rigoureux. Ils ont exposé les singes au virus par la voie vaginale une fois par semaine pendant dix semaines. Ce défi répété simulait des scénarios du monde réel où une personne pourrait être exposée plusieurs fois au virus. Les résultats ont été frappants. Chaque singe du groupe témoin et chaque singe ayant reçu le vaccin par injection dans le bras musculaire a été infecté au cours des dix premières expositions. Les singes ayant reçu le spray dans le nez n'ont pas fait mieux ; la plupart d'entre eux ont également été infectés rapidement. Cependant, le groupe ayant reçu le vaccin génique directement dans la paroi vaginale a raconté une histoire différente. La moitié de ces singes a résisté à toutes les dix tentatives d'infection. Même parmi ceux qui ont fini par contracter le virus, les niveaux viraux dans leur sang étaient plus bas que dans les autres groupes.

L'étude suggère que l'emplacement du vaccin importe plus que le type de vaccin lui-même. Bien que les singes ayant reçu l'injection musculaire aient développé des signaux immunitaires forts dans le sang, ces signaux n'étaient pas suffisants pour arrêter le virus à la porte vaginale. Les singes ayant reçu le vaccin directement sur le site de l'infection ont construit une défense localisée qui était bien plus efficace pour bloquer le virus. Cela remet en question l'hypothèse selon laquelle une réponse immunitaire forte dans le sang est suffisante pour la protection contre les infections sexuellement transmissibles. Cela indique que pour arrêter le virus à la porte, le système immunitaire doit peut-être être entraîné directement à la porte elle-même. Les chercheurs ont noté que, bien que cette méthode d'injection directe ait bien fonctionné dans l'étude, elle n'est pas une solution pratique pour les humains, car injecter un vaccin dans la paroi vaginale n'est pas une procédure routinière réalisable pour la population générale. La véritable valeur de cette découverte réside dans la preuve que les barrières muqueuses peuvent être fortifiées, suggérant que les futurs vaccins devront trouver de nouvelles manières de transmettre leur message aux tissus spécifiques où le virus frappe, plutôt que de compter uniquement sur l'injection musculaire standard.