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Nouveaux Développements dans la Recherche sur le Vaccin contre la Dengue

Des chercheurs bossent sur un nouveau vaccin pour lutter efficacement contre la dengue.

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La dengue, c'est un vrai problème de santé dans le monde. Presque la moitié de la population mondiale vit dans des endroits où la dengue est fréquente. Chaque année, environ 400 millions de personnes sont infectées par la dengue, et autour de 100 millions ont des cas graves. Malheureusement, environ 40 000 personnes meurent de la dengue sévère chaque année. En 2023, plus de 5 millions de cas de dengue ont été signalés dans le monde, entraînant plus de 5 000 décès. La dengue se propage dans plus de 100 pays dans différentes régions, comme les Amériques, l'Asie, le Pacifique occidental et l'Afrique. Des facteurs comme le changement climatique, la croissance urbaine et l'augmentation des voyages internationaux aggravent la situation. Même si des organisations comme l'OMS bossent pour mieux contrôler les moustiques et diagnostiquer tôt, la dengue reste un défi pour les systèmes de santé partout, et y’a pas de remède parfait.

C'est quoi le Virus de la dengue ?

Le virus de la dengue (DENV) est un virus à ARN qui fait partie de la famille des Flaviviridae. Il se propage principalement par certains types de moustiques, surtout l'Aedes aegypti. Y’a quatre types principaux du virus : DENV-1, DENV-2, DENV-3 et DENV-4. Chaque type peut provoquer différentes maladies et peut interagir entre eux dans le système immunitaire. Il est possible qu'une personne soit infectée par les quatre types de dengue au cours de sa vie. Le virus a des protéines essentielles pour sa structure et sa fonction, y compris la protéine de capside, la protéine membranaire, la protéine d'enveloppe et plusieurs protéines non structurales. Ces protéines jouent un rôle crucial dans la façon dont le virus infecte les cellules et comment le système immunitaire réagit.

Défis du développement de Vaccins

Les scientifiques essaient de développer des vaccins contre la dengue depuis les années 1920. Cependant, les différences entre les quatre types de virus de la dengue compliquent les choses. En mars 2024, seulement deux vaccins, Dengvaxia® et Qdenga®, sont disponibles sur le marché, tandis que plusieurs autres sont encore en test. Dengvaxia® fonctionne bien seulement pour les personnes âgées de 9 à 16 ans qui ont déjà eu la dengue. En fait, ça peut augmenter le risque de dengue sévère chez ceux qui n'ont jamais été infectés. D'un autre côté, Qdenga® peut être administré à tout le monde, peu importe les infections précédentes. Un autre vaccin, connu sous le nom de TAK-003 (plus tard appelé Qdenga®), a montré une efficacité à long terme contre les quatre types de dengue dans les essais, mais attend encore l'approbation de la FDA.

Concevoir un nouveau vaccin

Pour résoudre les problèmes des vaccins existants, les chercheurs se sont tournés vers une méthode appelée vaccinologie inversée. Cette stratégie utilise des programmes informatiques pour identifier les parties du virus qui peuvent être utilisées pour créer un nouveau type de vaccin. Ce nouveau vaccin vise à inclure plusieurs éléments de tous les quatre types de virus de la dengue, ce qui pourrait aider le système immunitaire à mieux reconnaître et combattre le virus. Un gros avantage de cette approche, c'est qu'elle n'utilise pas de virus vivants, ce qui réduit le risque de provoquer la maladie. Le vaccin peut être produit en toute sécurité dans des labos et devrait avoir moins de réactions allergiques et être économique. Les précédents essais pour faire des vaccins similaires contre d'autres virus ont montré des résultats prometteurs, mais aucun n'a été commercialisé.

Comprendre les composants du vaccin

Dans la création de ce nouveau vaccin, les chercheurs se sont concentrés sur des parties spécifiques du virus de la dengue, connues sous le nom d'épitope. Ces Épitopes sont cruciaux pour stimuler la Réponse immunitaire. Le vaccin combine différents types d'épitope, y compris ceux qui activent les cellules B et T. Un Adjuvant, une substance qui renforce la réponse immunitaire, est aussi inclus. La séquence du vaccin a été conçue avec une attention particulière à ses propriétés, s'assurant qu'elle soit stable, soluble et efficace.

Évaluer les propriétés du vaccin

Une fois le vaccin conçu, ses propriétés physiques et chimiques ont été examinées pour s'assurer qu'il soit adapté à des tests futurs. Le vaccin a montré un poids moléculaire favorable et était stable, indiquant qu'il devrait bien fonctionner dans le corps. Les tests de solubilité ont montré qu'il pouvait se dissoudre correctement, ce qui est crucial pour la façon dont le vaccin serait administré dans des situations réelles.

Évaluer la réponse immunitaire

Après avoir développé le vaccin, les chercheurs ont voulu comprendre à quel point il fonctionnerait bien dans le corps humain. Des simulations informatiques ont été réalisées pour prédire la réponse immunitaire après la vaccination. Ces simulations ont montré que le vaccin pouvait générer une forte réaction immunitaire, incluant la production d'anticorps et l'activation des cellules immunitaires.

Interactions moléculaires

Pour explorer davantage comment le vaccin interagit avec le système immunitaire, les chercheurs ont étudié le docking du vaccin avec des récepteurs immunitaires. Ces récepteurs sont essentiels pour reconnaître les pathogènes. Les résultats ont montré que le vaccin pouvait bien se lier à des récepteurs spécifiques, indiquant son potentiel d'efficacité pour déclencher une réponse immunitaire.

Simulations de dynamique moléculaire

Des simulations de dynamique moléculaire ont été réalisées pour voir comment les complexes vaccin-récepteurs immunitaires se comportaient au fil du temps. Cette analyse a donné un aperçu de leur stabilité et de leur flexibilité, qui sont toutes deux importantes pour une reconnaissance immunitaire efficace. Les simulations ont révélé que le vaccin maintenait une structure stable tout en interagissant avec les récepteurs immunitaires, ce qui est un bon signe pour son efficacité.

Dernières étapes dans le développement du vaccin

Le vaccin conçu a été cloné dans un vecteur, un outil qui permet d'exprimer le vaccin dans des bactéries pour des tests supplémentaires. Cette étape est cruciale pour produire le vaccin à grande échelle et le préparer pour des essais cliniques.

Conclusion

La dengue représente une menace sérieuse pour la santé mondiale, et le besoin de vaccins efficaces est urgent. Les vaccins actuels ont des limites, mais de nouvelles approches utilisant des techniques computationnelles montrent des promesses. Le nouveau vaccin conçu, qui intègre des éléments de tous les quatre sérotypes de la dengue, a démontré un fort potentiel à travers des simulations et des évaluations. Alors que la recherche continue, l'espoir est de valider ces résultats à travers des essais en laboratoire et cliniques, menant finalement à une stratégie de prévention plus efficace contre la dengue. Le travail effectué représente un pas en avant significatif dans la lutte contre une maladie qui touche des millions de personnes chaque année.

Source originale

Titre: Design of a novel epitope-based tetravalent subunit vaccine against dengue virus: an immunoinformatics approach

Résumé: Dengue imposes a profound global impact, with millions affected annually. Its transmission by Aedes mosquitoes poses significant challenges to combat, aggravated by urbanization and climate change. Despite efforts, no impeccable antiviral treatment exists to date, highlighting the urgency for a vaccine. Developing one encounters hurdles like the four distinctive serotypes of the virus and complex immune responses. In this study, we employed an immunoinformatics approach to design an epitope-based tetravalent subunit vaccine aimed at confronting all DENV serotypes. The study contemplates epitopes prediction, toxicity assessment, molecular docking, molecular dynamics (MD) simulations, immune simulations. On sequence retrieval, the epitopes were predicted and prioritized. The sequence of the finally designed vaccine was reached after a broad analysis of the antigenicity scores, serotype coverage, and population coverage. Human {beta}-defensin 3 has been added as an adjuvant to the core vaccine sequence that comprises 23 epitopes and linkers. Notably, the vaccine has the highest antigenicity (0.9319) and 97.35% population coverage worldwide. The molecular docking operations of the vaccine with toll-like receptor 2 (TLR2) and TLR4 showed promising interactions with lowest energies of -1240.5 kJ/mol (76 members) and -1393.3 kJ/mol (40 members), respectively. Molecular dynamics (MD) simulations were run up to 200 nanoseconds, and the complexes of the vaccine with TLR2 and TLR4 were found to be very stable and flexible. Moreover, in immune simulations, the vaccine evoked robust immune responses. These findings suggest that our vaccine outperforms any other Dengue vaccine developed to date. However, since this study was conducted through in silico methods, in vitro and in vivo validations are required to confirm the vaccine as a potential candidate for clinical trials. Author summaryWe developed a novel epitope-based tetravalent subunit vaccine against all dengue virus (DENV) serotypes using immunoinformatics. Our vaccine demonstrated high antigenicity (0.9319) and wide population coverage (97.35%). Molecular docking and dynamics simulations indicated strong interactions with immune receptors which is crucial for the vaccines activity inside human body. Moreover, immune simulations showed robust responses indicating proper immunity against DENV. Therefore, our vaccine offers a promising solution to dengue fever, pending further in vitro and in vivo validations for clinical trials. Notably, this is the first ever dengue vaccine with such high efficacy in terms of immunoinformatics and vaccinomic approaches.

Auteurs: Sukalyan Kumar Kundu, T. J. Ferdousy, M. M. H. Miraz, T. A. Arian, M. Afif Ullah, M. T. H. Risat, M. A. Akter, B. K. Sarkar, A. P. Sarkar, A. B. R. Khalipha

Dernière mise à jour: 2024-06-02 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.28.596168

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.28.596168.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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