La recherche sur les souris offre des indices pour vacciner contre les bactéries mortelles
Aux États-Unis, la bactérie Klebsiella pneumoniae est une cause fréquente d’infection des voies urinaires, de bactériémie et de pneumonie. Alors que les infections par la bactérie peuvent être facilement traitées chez certains, Klebsiella a un revers dangereux : il est également souvent résistant aux antibiotiques, ce qui le rend extrêmement difficile à traiter chez d’autres. Environ la moitié des personnes infectées par une souche hypervirulente et résistante aux médicaments de la bactérie meurent.
Les scientifiques travaillent sur des vaccins contre Klebsiella, mais la conception optimale du vaccin est encore inconnue. Cependant, une nouvelle étude sur des souris menée par des scientifiques de la Washington University School of Medicine à St. Louis et Omniose, une start-up de St. Louis spécialisée dans la production de vaccins, fournit des données critiques qui pourraient être essentielles au développement d’un vaccin efficace contre Klebsiella. Les conclusions, publiées dans Pathogènes PLOSsont une étape vers l’apprivoisement de la superbactérie.
“Quand vous pensez aux insectes qui peuvent être résistants à presque tous les antibiotiques – les superbactéries effrayantes dans les nouvelles – beaucoup d’entre eux sont des souches de Klebsiella”, a déclaré l’auteur principal de l’étude, David A. Rosen, MD, Ph.D. , professeur adjoint de pédiatrie et de microbiologie moléculaire à l’Université de Washington. “Pendant longtemps, la bactérie n’était même pas un problème urgent. Mais maintenant, c’est le cas, en raison d’une explosion de Klebsiella résistante aux antibiotiques. Notre objectif est de diminuer le statut de superbactérie de Klebsiella en développant un vaccin avant que les souches hypervirulentes ou résistantes ne tombent malades et tuer encore plus de gens.”
Les souches hypervirulentes de Klebsiella se sont propagées dans le monde, provoquant souvent des infections communautaires.
Aux États-Unis, les infections à Klebsiella surviennent principalement dans les établissements de santé où les patients médicalement vulnérables sont immunodéprimés, nécessitent de longs traitements antibiotiques pour traiter d’autres affections, souffrent de maladies chroniques ou sont des personnes âgées ou des nouveau-nés. “Mais maintenant, nous assistons à l’émergence de souches hypervirulentes suffisamment dangereuses pour provoquer des maladies graves ou la mort chez les personnes en bonne santé de la communauté”, a déclaré Rosen.
Les plus préoccupants parmi les scientifiques sont les souches de Klebsiella imperméables aux carbapénèmes, une classe d’antibiotiques à large spectre utilisés pour traiter les infections bactériennes les plus graves. Pour cette raison, l’Organisation mondiale de la santé et les Centers for Disease Control and Prevention des États-Unis ont identifié la Klebsiella résistante aux carbapénèmes comme une menace urgente pour la santé publique.
La bactérie en forme de bâtonnet est immobile et, comme les bonbons enrobés de chocolat, encapsulée dans des enrobages de sucre. Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont créé deux vaccins expérimentaux basés sur deux sucres différents, ou polysaccharides, à la surface de Klebsiella : les sucres terminaux sur le lipopolysaccharide, appelé O-antigène, et un polysaccharide capsulaire, ou K-antigène. Étant donné que les sucres par eux-mêmes ont tendance à produire de faibles réponses immunitaires, les chercheurs ont lié chacun des sucres à une protéine pour stimuler la réponse immunitaire, créant ainsi des vaccins dits conjugués.
Les vaccins conjugués sucre-protéine se sont révélés efficaces dans la lutte contre plusieurs bactéries, dont Streptococcus pneumoniae, la cause la plus fréquente de pneumonie. Historiquement, cette connexion entre le sucre et la protéine porteuse a été réalisée en utilisant la chimie de synthèse dans un tube à essai ; cependant, les vaccins créés pour cette étude sont appelés vaccins bioconjugués, car les chercheurs ont connecté le sucre à la protéine dans un système bactérien modifié.
Une fois les vaccins créés, les chercheurs ont testé la capacité des vaccins bioconjugués expérimentaux à protéger les souris contre les maladies causées par Klebsiella.
“Il s’est avéré que le vaccin en capsule était de loin supérieur au vaccin à antigène O”, a déclaré le premier auteur de l’étude, Paeton Wantuch, Ph.D., associé postdoctoral dans le laboratoire de Rosen. “Les souris qui ont reçu le vaccin en capsule étaient beaucoup plus susceptibles de survivre à une infection à Klebsiella dans leurs poumons ou leur circulation sanguine que les souris qui ont reçu le vaccin O-antigène.”
Les deux vaccins ont suscité des niveaux élevés d’anticorps contre leurs cibles respectives. Mais les anticorps contre l’antigène O n’étaient tout simplement pas aussi efficaces que ceux contre la capsule. Dans certaines souches de Klebsiella, l’antigène O peut être obscurci par d’autres sucres, de sorte que les anticorps qui ciblent l’antigène O ne peuvent pas entrer en contact avec leur cible.
“Nos résultats suggèrent que nous pourrions également avoir besoin d’inclure les antigènes à base de capsules dans les formulations de vaccins développés contre Klebsiella”, a déclaré Rosen. « C’est pourquoi il est si important pour nous de continuer à étudier les interactions anticorps-antigène dans les différentes souches, dans le but d’identifier prochainement la composition vaccinale idéale pour les essais cliniques. les souches hypervirulentes deviennent plus fortes, plus audacieuses et plus dangereuses pour la santé humaine.”
