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La recherche sur les vaccins contre Staphylococcus aureus (S. aureus), le type d’infection staphylococcique le plus courant, a débouché sur des vaccins expérimentaux qui protègent les souris mais échouent chez l’humain. Un article publié le 16 janvier dans Cell Reports Medicine explique pourquoi.
Lorsqu’une personne rencontre pour la première fois un staphylocoque, la bactérie trompe le système immunitaire humain en libérant des anticorps inefficaces au lieu des anticorps neutralisants généralement associés à une immunité robuste. Cette “astuce” permet à S. aureus de nous coloniser, généralement sans danger.
Lorsque le système immunitaire d’une personne colonisée est ensuite confronté à un vaccin contre le staphylocoque, il ne produit pas de nouveaux anticorps efficaces. Au lieu de cela, il fait appel aux mêmes anticorps inefficaces qui ont permis à la bactérie de coloniser l’individu en premier lieu.
Les concepteurs de vaccins ont essayé au moins trois approches différentes de la vaccination contre S. aureus, mais ils se sont tous heurtés au même problème.
Le système immunitaire est disposé …
S. aureus est l’une des 30 espèces de Staphylococcus présentes dans la nature et l’une des 11 espèces qui colonisent l’homme dans le cadre du microbiome humain. Il se trouve dans les narines, sur la peau et dans d’autres réservoirs chez les personnes en bonne santé et n’est dangereux que lorsqu’il pénètre dans la circulation sanguine, en particulier chez les personnes immunodéprimées.
Jusqu’à 80 % des humains hébergent des espèces de staphylocoques.
Le système immunitaire humain produit des anticorps contre S. aureus comme il le fait contre d’autres envahisseurs microbiens. Mais au lieu de neutraliser les anticorps qui combattent la colonisation et l’infection, S. aureus trompe le système immunitaire en produisant des anticorps inefficaces qui permettent à la bactérie de continuer à nous coloniser.
Lorsque la personne colonisée est confrontée à une infection par S. aureus ou à une vaccination, ces anticorps factices réapparaissent en force mais n’aident en rien le patient. La vaccination amplifie cet effet; c’est pourquoi les infections à S. aureus doivent être traitées avec des antibiotiques.
La vaccination “ne fonctionne que si la réponse immunitaire initiale à cet agent pathogène est réellement protectrice”, a déclaré J.R. Caldera, Ph.D., coauteur de l’article, dans un communiqué de presse.
Étant donné que 80 % des infections à staphylocoque sont causées par l’invasion de la même souche colonisant le nez ou la peau de l’individu, leur “réponse immunitaire initiale” n’a pas été protectrice et les réponses ultérieures ne le seront donc pas non plus.
“Ce qui distingue SA [Staphylococcus aureus], c’est que les bactéries elles-mêmes ont des moyens d’échapper au système immunitaire dès le moment où elles nous rencontrent, et ces stratégies d’évasion ne sont que renforcées par la vaccination”, a déclaré M. Caldera.
… mais les anticorps sont faibles
Les vaccins anti-staphylocoques génèrent de fortes réponses immunitaires à la vaccination et à l’infection, mais ces réponses sont dirigées vers les caractéristiques bactériennes que S. aureus utilise pour tromper son hôte et lui faire accepter une coexistence pacifique.
Il s’agit d’un cas d’amorçage du système immunitaire induit par le vaccin ou de “péché antigénique originel” – le processus par lequel un vaccin verrouille la réponse des personnes vaccinées lorsqu’elles sont confrontées à l’agent pathogène.
Cet échec a finalement conduit les chercheurs en vaccinologie à emprunter une autre voie sombre, celle des vaccins ciblant la toxine S. aureus au lieu de la bactérie. Les stratégies dites “anatoxines” sont à la base des vaccins contre le tétanos, la diphtérie et le DTP.
Mais “remarquablement, les plateformes d’immunisation active [vaccine-based] et passive [antibody-based] contre les toxines SA ont également échoué”, a déclaré l’auteur principal George Liu M.D., Ph.D., professeur de pédiatrie à l’école de médecine de l’Université de Californie à San Diego.
Par exemple, une étude financée par AstraZeneca en 2021 sur le suvratoxumab, un anticorps monoclonal ciblant la toxine S. aureus, a montré que la progression vers la pneumonie chez les patients infectés par le staphylocoque n’était pas plus faible chez les sujets traités que chez les sujets non traités.
La plupart des agents pathogènes, en particulier les bactéries, sont des organismes complexes porteurs de plusieurs antigènes différents. Les concepteurs de vaccins ciblent généralement l’antigène le plus important pour déclencher la réponse immunitaire la plus forte et la plus pertinente.
Sur cette base, M. Liu a envisagé une troisième stratégie vaccinale possible contre S. aureus : cibler des antigènes mineurs de la paroi cellulaire de S. aureus au lieu de ses toxines ou de l’antigène principal.
Cette approche tendrait à induire des réponses immunitaires plus faibles nécessitant des doses élevées de vaccin ou d’adjuvant, mais elle a également échoué.
La résistance aux antibiotiques entraîne l’apparition de “super-bactéries”.
Les narines sont le principal réservoir de staphylocoques chez l’humain et une source importante d’infection, mais le microbe colonise également la peau, le périnée, le vagin, la gorge et le tractus gastro-intestinal.
Les infections à staphylocoques surviennent lorsque la bactérie pénètre dans la circulation sanguine, les articulations, le cœur ou la peau, généralement lorsque le système immunitaire de la personne est affaibli. Les antibiotiques classiques guérissent généralement les infections à staphylocoque.
Cependant, au cours des 70 dernières années, les bactéries qui colonisent les personnes ont trouvé des moyens de contrer l’utilisation ou la surutilisation d’antibiotiques et d’antimicrobiens conçus pour les tuer. Certaines bactéries ont développé une résistance à ces agents, ce qui rend les antibiotiques moins efficaces, voire totalement inefficaces.
Un type de S. aureus résistant aux antibiotiques, le S. aureus “résistant à la méthicilline” ou “SARM“, est particulièrement préoccupant.
La conséquence la plus courante du SARM en dehors des hôpitaux est une infection cutanée. Mais les cas les plus graves peuvent entraîner une pneumonie ou d’autres infections graves des organes. Les infections à SARM non traitées peuvent provoquer une septicémie, c’est-à-dire une réaction extrême de l’ensemble du système à une infection.
Les patients hospitalisés sont plus susceptibles d’avoir des conséquences graves, voire mortelles, car ils sont exposés aux souches de staphylocoques des autres patients ainsi qu’à celles qu’ils portent eux-mêmes. Les infections du site chirurgical sont une source importante d’infections systémiques graves à staphylocoque.
Les coûts médicaux et sociaux, directs et indirects, de la résistance aux antibiotiques aux États-Unis pourraient atteindre 55 milliards de dollars par an. Chaque année, plus de 2,8 millions d’Américains souffrent d’une infection résistante aux antibiotiques et 35 000 en meurent. Le S. aureus a causé près de 120 000 infections sanguines – la forme la plus grave – et 20 000 décès aux États-Unis en 2017.
S. aureus pourrait-il être bénéfique ?
Les effets négatifs de S. aureus sur la santé humaine sont assez bien compris.
Nous savons que les bactéries staphylocoques nous colonisent, sont tolérées par le système immunitaire et provoquent des maladies lorsqu’elles pénètrent dans la circulation sanguine ou envahissent la peau. Nous savons également que les réponses des anticorps contre S. aureus n’éliminent pas la bactérie ni la colonisation ou l’infection.
Mais le rôle de S. aureus dans un microbiome normal et sain n’a pas fait l’objet d’études approfondies.
Une étude réalisée en 2022 sur les composants du microbiome cutané suggère qu’au moins une espèce de staphylocoque, S. hominis – la bactérie principalement responsable de l’odeur corporelle – pourrait prévenir les infections cutanées.
Une autre espèce qui colonise principalement la peau, S. epidermis, est à la fois anti-inflammatoire et antibactérienne.
Une étude de 2015 a montré qu’une infection chronique par S. aureus empêchait le développement d’une encéphalomyélite auto-immune dans un modèle de sclérose en plaques chez le rat. L’encéphalomyélite est une inflammation du cerveau et de la moelle épinière. Bien que l’infection elle-même ait provoqué une augmentation de certains types de marqueurs inflammatoires, elle a réduit la gravité de l’inflammation des cellules nerveuses et du système nerveux central.
“SA [S. aureus] est présent chez l’humain depuis longtemps, il a donc appris à être à la fois un symbiote et un pathogène mortel”, a déclaré M. Liu. “Si nous voulons mettre au point des vaccins efficaces contre l’AS, nous devons comprendre et surmonter les stratégies qu’elle utilise pour maintenir ce mode de vie.