L’avancée incontrôlée de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) en a fait une priorité de santé publique pour produire un vaccin capable d’induire une réponse protectrice sûre et puissante contre son agent pathogène causal: le coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SARS-CoV- 2). Une nouvelle pré-impression encourageante, apparue sur le bioRxiv * serveur montre l’immunogénicité, l’innocuité et l’efficacité protectrice d’un vaccin vecteur intranasal à base de virus de la maladie de Newcastle (NDV) dans des études animales.
Une multitude de vaccins candidats en cours de développement contre le SRAS-CoV-2 utilisent des plates-formes de vecteurs viraux pour présenter l’antigène de pointe du SRAS-CoV-2 au système immunitaire de l’hôte. Beaucoup ont utilisé la voie intramusculaire (c’est-à-dire les «coups» ou les «coups de feu»), mais la voie intranasale permet le développement d’une immunité locale ou muqueuse ainsi que d’une immunité systémique contre le virus. Cela permettra une protection non seulement contre les maladies symptomatiques, mais aussi contre l’établissement d’une infection dans les voies respiratoires supérieures. Cela aidera à briser efficacement la chaîne de transmission virale.
Sommaire
Plateforme NDV
Le vecteur NDV présente de multiples avantages pour une utilisation intranasale. Premièrement, il s’agit d’un virus aviaire, très atténué dans les lignées cellulaires humaines. Cela signifie qu’il ne provoquera aucun symptôme clinique, à l’exception de quelques conjonctivites de courte durée pseudo-grippales chez l’homme. Plusieurs souches de NDV sont utilisées comme virus oncolytiques chez l’homme, en raison de leurs antécédents en matière de sécurité. Il est également génétiquement stable et des transgènes étrangers ont été insérés dans le génome du NDV sans interrompre sa réplication.
Les humains n’ont pas d’immunité préexistante contre le virus, ce qui le rend supérieur aux autres vecteurs viraux humains actuellement utilisés, y compris l’adénovirus humain, le virus de la rougeole ou les vecteurs modifiés du virus de la vaccine Ankara.
Le NDV se réplique dans les voies respiratoires, ce qui le rend idéal pour monter une réponse muqueuse protectrice contre l’infection par le SRAS-CoV-2. Enfin, le NDV se réplique efficacement dans les embryons de poulet et dans d’autres lignées cellulaires approuvées par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis, permettant une production rapide.
En raison de tous ces avantages, des souches non pathogènes de NDV ont été utilisées dans plusieurs vaccins vivants atténués (LAV), avec une innocuité et une efficacité prouvées dans une multitude de modèles animaux.
Les chercheurs de la présente étude ont déjà développé un de ces vaccins contre le SRAS-CoV-2, exprimant la protéine de pointe pleine longueur. Cet article décrit ses résultats dans un test de son immunogénicité et de son innocuité chez la souris et le hamster.
La vaccination intranasale conduit à une réplication virale non pathogène efficace
Les chercheurs ont découvert que le rNDV exprimant la glycoprotéine de pointe du SRAS-CoV-2 de pleine longueur se répliquait aussi efficacement que le virus de type sauvage dans les œufs et les lignées cellulaires, et se propageait dans les cellules infectées.
Lors de l’inoculation chez la souris, aucun effet indésirable n’a été trouvé. La réplication du rNDV exprimant le S ou du rNDV de type sauvage était moindre dans l’intestin de la souris que dans les voies respiratoires.
Les chercheurs ont découvert que chez les hamsters, les résultats de sécurité plus tôt chez les souris ont été confirmés, sans perte de poids durable ni autres effets indésirables chez les animaux vaccinés.
Aucun résultat de pathologie indésirable après la vaccination intranasale rNDV-S. (a) Modèle expérimental pour la vaccination intranasale prime et prime + boost de souris. (b) Pourcentage de changement de poids des souris après instillation de PBS ou des constructions de rNDV indiquées au cours du temps expérimental. (c) Apport quotidien d’aliments par des souris simulées ou vaccinées contre le rNDV-S. Taille moyenne de l’espace interstitiel du poumon droit après coloration H&E et évaluée via ImageJ (d) et des images représentatives (e). Réplication virale du rNDV administré par voie intranasale dans le cornet nasal (f), la trachée (g), le poumon (h) et l’intestin (i). Données (n = 4 à 5 souris / groupe); *, P <0,05 et NS, non significatif entre les groupes naïfs et vaccinés, les barres d'erreur représentent SE des moyennes via test t répété ou ANOVA avec post-test de Dunnett.
Réponse d’anticorps
Ils ont testé des souris vaccinées avec un régime de rappel de rNDV-S à la fois pour les titres d’anticorps totaux d’immunoglobuline G (IgG) et les titres d’anticorps neutralisants, mesurés en utilisant respectivement des tests de microneutralisation et d’inhibition de l’entrée de pseudo-particules. Ils ont trouvé une activité neutralisante robuste contre un pseudovirus exprimant le S, après une vaccination contre le rNDV-S avec une ou les deux doses de vaccin.
Les taux élevés d’IgA dans les poumons et le sérum, ainsi que les cellules B sécrétant des IgA, indiquent une forte induction de l’immunité muqueuse après une vaccination intranasale. Les niveaux plus élevés d’IgG2a dans le liquide pleural semblent suggérer une cytotoxicité cellulaire dépendante des anticorps (ADCC) médiée par Fc, entraînant la mort des cellules infectées.
Chez les hamsters également, une production efficace d’anticorps a été observée après la dose de rappel, indiquant que les deux doses seraient nécessaires pour la neutralisation.
Absence de changements inflammatoires
Les chercheurs ont découvert qu’il n’y avait aucun signe d’inflammation systémique, comme, par exemple, une hypercellularité de la rate ou une augmentation du nombre de cellules myéloïdes. Les cellules dendritiques ont augmenté chez les souris immunisées avec le type sauvage ou rNDV-S, mais ceci n’était significatif que dans le premier groupe. La cellularité pulmonaire était plus élevée dans ce dernier groupe, mais là encore, il y avait une différence significative dans les cellules myéloïdes, sauf dans un sous-ensemble de monocytes et de macrophages. Dans l’ensemble, ils n’ont trouvé aucune preuve d’inflammation myéloïde à long terme au site de vaccination ou de manière systémique après l’administration intranasale de ce vaccin.
L’inflammation pulmonaire était beaucoup plus faible chez les hamsters vaccinés que chez les témoins, après un régime à deux doses. Aucun virus infectieux n’a été détecté dans les voies respiratoires quatre jours après la première dose du vaccin. «Ces résultats démontrent que la vaccination avec le rNDV-S peut protéger contre l’infection par le SRAS-CoV-2, ce qui entraîne une baisse des titres de SRAS-CoV-2 et une protection contre les lésions pulmonaires.»
Réponses des lymphocytes T
L’administration intranasale du vaccin contre le rNDV-S a montré une augmentation marquée du nombre de lymphocytes T spléniques produisant CD4 + IFNy et de cellules NK-TNF, indiquant une réponse systémique des lymphocytes T à l’antigène S. Dans le tissu pulmonaire, une diminution significative des lymphocytes T CD4 + et une augmentation des lymphocytes T CD8 + ont été observées chez les animaux vaccinés. Les lymphocytes T mémoire semblent également être induits dans les tissus pulmonaires.
Dans les deux groupes vaccinés et témoins (ce dernier ayant reçu du rNVD de type sauvage), les taux de TNFa ont été réduits, tandis que la production d’IFNy a augmenté dans le groupe vacciné après la dose de rappel. La population de cellules T CD4 était réduite, mais cela ne se reflétait pas dans les cellules produisant de l’IL-17 ou du TNF. En fait, le groupe vacciné a montré une augmentation de plus de six fois dans le sous-ensemble de cellules T CD4 + productrices d’IFNy. Cela indique qu’à la fois localement et systémiquement, une réponse IFNy spécifique a été induite par la vaccination intranasale.
Réponse neutralisante
Les chercheurs ont observé une augmentation des grappes lymphoïdes associées aux graisses (FALC), qui sont des emplacements dans le péricarde et le médiastin qui répondent tôt à la vaccination intranasale par la production locale d’anticorps. Le marqueur de prolifération cellulaire Ki67 a également montré une augmentation. Les IgA et IgG2a ciblant le domaine de liaison au récepteur de pointe du SRAS-CoV-2 (RBD) ont augmenté de manière significative dans le liquide pleural des souris vaccinées, indiquant qu’un changement de classe de production d’anticorps s’était produit.
Puisqu’il n’y a pas eu d’augmentation du nombre de cellules B dans le liquide péricardique ou pleural, ces anticorps semblent avoir été produits plus tôt ou résulter d’une réponse systémique actuelle des cellules B se produisant dans les organes lymphoïdes primaires. On a observé des anticorps circulants qui neutralisaient à la fois le pic de pleine longueur et la RBD.
Chez les hamsters, deux doses semblent être nécessaires pour obtenir une réponse neutralisante.
Implications
Le rNDV-S a induit des réponses immunitaires humorales et cellulaires systémiques robustes avec deux doses de vaccin intranasal chez la souris et entièrement protégé contre l’infection pulmonaire, l’inflammation et la pathologie après une provocation par le SRAS-CoV-2 chez les hamsters.
En empêchant l’infection au site d’entrée virale dans le corps, ce candidat vaccin peut être en mesure de prévenir à la fois la maladie et la transmission, ce qui en fait une option idéale pour l’obtention d’une immunité stérilisante contre le COVID-19.
L’immunité cellulaire Th1 semble être essentielle à la guérison réussie d’une infection par le SRAS-CoV-2. Dans cette étude, les lymphocytes T CD4 + producteurs d’IFNy de rate ont augmenté après la vaccination, tandis que dans les poumons, les lymphocytes T CD4 et CD8 ont produit plus d’IFNy. L’IFNy est connu pour activer l’immunité antivirale. D’autre part, la sécrétion de TNF par les cellules T CD8 pulmonaires semble être réduite, alors même que le nombre de cellules T CD8 augmente. Apparemment, ce vaccin induit une cytotoxicité médiée par les cellules T CD8 indépendantes du TNF.
Ces vaccins ne nécessitent pas d’aiguilles et peuvent même être auto-administrés. De plus, ils peuvent susciter une immunité muqueuse dans l’intestin et le tractus génital, en plus des voies respiratoires. Une étude plus approfondie peut être nécessaire pour déterminer la dose optimale entre les doses d’amorce et de rappel, afin d’obtenir une réponse mémoire robuste et des niveaux d’anticorps plus élevés.
Les chercheurs commentent: «Sur la base de ces résultats précliniques dans deux modèles de rongeurs, une future évaluation clinique du rNDV-S chez l’homme pour le traitement de l’infection par le SRAS-CoV-2 est urgente.»
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique / les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
Référence du journal:
Park, J.-G. et coll. (2021). Immunogénicité et efficacité protectrice d’un vaccin vivant atténué intranasal contre le SRAS-CoV-2 dans des modèles animaux précliniques. bioRxiv préimpression. doi: https://doi.org/10.1101/2021.01.08.425974,
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.01.08.425974v1