Défis de recherche dans le développement de vaccins contre la leptospirose
Une étude révèle des revers dans la création de vaccins efficaces contre la leptospirose en utilisant la protéine MCP.
― 7 min lire
Table des matières
- Comment la leptospirose se propage
- Les bactéries Leptospira
- Recherche sur les vaccins
- Découvertes récentes
- Structure et fonction des protéines
- Tests sur les animaux
- Observation de la Réponse immunitaire
- Résultats de l'étude de vaccination
- Observation des symptômes chez les souris
- Analyse des tissus
- Comprendre les résultats
- Défis du développement de vaccins
- Directions de recherche futures
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
La Leptospirose est une maladie grave qui touche les humains et les animaux. Elle est causée par des bactéries qu'on trouve dans l'eau ou le sol contaminés, souvent à cause de contacts avec des animaux infectés. Environ 1 million de personnes tombent malades chaque année à cause de cette maladie, ce qui entraîne environ 60 000 décès dans le monde. Quand quelqu'un ou un animal a la leptospirose, il peut avoir de la fièvre et d'autres symptômes graves comme la jaunisse (jaunissement de la peau), des saignements et une insuffisance rénale.
Comment la leptospirose se propage
La maladie se propage surtout par contact direct ou indirect avec des animaux qui portent les bactéries. On peut aussi tomber malade à cause d'eau ou de sol qui contiennent les bactéries. Dans les pays encore en développement, la leptospirose est plus fréquente, mais il n'y a actuellement pas de Vaccins disponibles pour les gens. Il existe des vaccins pour les animaux, mais ils ne protègent que contre certains types de bactéries et pas très longtemps.
Les bactéries Leptospira
Les bactéries responsables de cette maladie font partie d'un groupe appelé Leptospira. Il y a 66 espèces de Leptospira, dont 17 peuvent causer des maladies chez les animaux et les humains. Comme il existe tellement de types différents de ces bactéries, trouver un vaccin qui fonctionne bien pour tout le monde est compliqué.
Recherche sur les vaccins
Les chercheurs ont testé différentes parties des bactéries Leptospira pour voir si elles pouvaient aider à développer un vaccin pour les animaux. Certaines protéines dans les bactéries pourraient créer des réponses immunitaires pour combattre les infections. Cependant, seulement quelques-unes de ces protéines ont montré qu'elles offraient une protection adéquate.
De nouvelles techniques en bio-informatique (utilisation d'ordinateurs pour analyser des données biologiques) sont mises à profit pour identifier des protéines qui pourraient induire des réponses immunitaires protectrices. Les chercheurs cherchent ces protéines pour trouver de meilleurs candidats pour les vaccins. Certaines études ont même testé comment différentes parties des bactéries peuvent interagir avec le système immunitaire chez les animaux infectés.
Découvertes récentes
Une étude récente s'est concentrée sur des protéines spécifiques trouvées dans Leptospira, notamment une protéine appelée protéine de chimiotactisme accepteur de méthyle (MCP). Cette protéine joue un rôle dans le comportement et la survie des bactéries dans leur environnement. Les chercheurs ont découvert que certaines parties de la protéine MCP réagissaient avec le système immunitaire des chiens atteints de leptospirose, indiquant qu'elle pourrait être importante pour le développement d'un vaccin.
Structure et fonction des protéines
La protéine MCP est impliquée dans la façon dont les bactéries perçoivent leur environnement et se dirigent vers des conditions favorables. Elle contient différentes parties qui l'aident à détecter des produits chimiques dans l'environnement et à répondre en conséquence. Comprendre la structure de cette protéine aide les scientifiques à comprendre comment elle fonctionne et son rôle potentiel dans les vaccins.
Tests sur les animaux
L'étude a impliqué de tester cette protéine MCP comme candidate vaccin chez des souris. Les souris étaient maintenues dans des conditions contrôlées et étaient vaccinées plusieurs fois avec la protéine MCP. Après les vaccinations, elles étaient exposées à Leptospira pour voir si le vaccin les aidait à se protéger contre la maladie.
Observation de la Réponse immunitaire
Les chercheurs ont prélevé des échantillons de sang des souris avant et après la vaccination pour évaluer la réponse immunitaire. Ils ont constaté que les souris vaccinées développaient une réponse immunitaire significative, produisant des anticorps contre la protéine MCP. Cela suggère que la protéine pourrait provoquer une réaction du système immunitaire contre les bactéries.
Résultats de l'étude de vaccination
Malgré la forte réponse immunitaire observée chez les souris vaccinées, l'étude a révélé que ces souris n'avaient pas de meilleur résultat après avoir été infectées par Leptospira par rapport aux souris de contrôle qui n'avaient pas reçu le vaccin. Beaucoup des souris vaccinées ont montré des symptômes plus sévères et ont nécessité une euthanasie plus rapide que le groupe de contrôle. Cela a soulevé des questions sur l'efficacité et la sécurité du vaccin MCP.
Observation des symptômes chez les souris
Les symptômes observés chez les souris infectées comprenaient des signes généralement associés à la leptospirose, comme la fièvre et la jaunisse. Les souris vaccinées ont montré un déclin plus rapide de leur santé, indiquant que le vaccin MCP pourrait avoir aggravé leur état plutôt que de les protéger.
Analyse des tissus
Les chercheurs ont examiné les organes des souris infectées pour voir comment la maladie les affectait. Les groupes vaccinés et de contrôle ont montré des changements dans leurs reins et leurs foies. Les souris vaccinées ont montré des changements moins sévères dans leurs reins par rapport au groupe de contrôle, indiquant des réponses différentes à l'infection.
Comprendre les résultats
L'étude a conclu que, malgré une forte réponse en anticorps chez les souris vaccinées, la protéine MCP n'a pas offert de protection. En fait, elle semblait avoir aggravé les résultats cliniques pour certains animaux. Cela suggère qu'il faut davantage de recherche pour comprendre pourquoi cela pourrait se produire et quel rôle joue la protéine MCP dans le processus de la maladie.
Défis du développement de vaccins
Créer des vaccins efficaces contre la leptospirose est compliqué en raison des nombreux différents souches et espèces de bactéries impliquées. De plus, le manque de compréhension sur ce qui offre une véritable protection contre la maladie constitue un obstacle majeur. Cette étude a souligné la confusion entourant les réponses immunitaires et le besoin de plus de recherche pour clarifier la meilleure approche pour le développement de vaccins.
Directions de recherche futures
Les chercheurs doivent explorer la fonction de la protéine MCP plus en profondeur pour déterminer pourquoi elle a entraîné de pires résultats chez les souris vaccinées. Ils devraient aussi investiguer d'autres candidats de vaccins potentiels qui pourraient être plus efficaces pour protéger contre la leptospirose.
Conclusion
En résumé, bien que la protéine MCP ait été identifiée comme une cible potentielle de vaccin, elle n'a pas produit les effets protecteurs attendus dans l'étude. Les résultats soulignent la nécessité d'une meilleure compréhension des réponses immunitaires nécessaires pour la protection contre la leptospirose et l'importance de choisir les bons antigènes pour le développement de vaccins. Les résultats mettent en lumière les complexités liées au développement de vaccins pour des maladies avec plusieurs souches et la nécessité d'une recherche continue dans le domaine.
Titre: Enhancement of clinical signs in C3H/HeJ mice vaccinated with a highly immunogenic Leptospira methyl-accepting chemotaxis protein following challenge
Résumé: Leptospirosis is the most widespread zoonosis and a life-threating disease of humans and animals. Licensed killed whole-cell vaccines are available for animals; however, they do not offer heterologous protection, do not induce a long-term protection, or prevent renal colonization. In this study, we characterized an immunogenic Leptospira methyl-accepting chemotaxis protein (MCP) identified through a reverse vaccinology approach, predicted its structure, and tested the protective efficacy of a recombinant MCP fragment in the C3H/HeJ mice model. The predicted structure of the full-length MCP revealed an architecture typical for topology class I MCPs. A single dose of MCP vaccine elicited a significant IgG antibody response in immunized mice compared to controls (P < 0.0001), especially the IgG1 and IgG2a subclasses. The vaccination with MCP despite eliciting a robust immune response, did not protect mice from disease and renal colonization. However, survival curves were significantly different between groups, and the MCP vaccinated group developed clinical signs faster than the control group. There were differences in gross and histopathological changes between the MCP vaccinated and control groups. The factors leading to enhanced disease process in vaccinated animals needs further investigation. We speculate that anti-MCP antibodies may block the MCP signaling cascade and may limit chemotaxis, preventing Leptospira from reaching its destination, but facilitating its maintenance and replication in the blood stream. Such a phenomenon may exist in endemic areas where humans are highly exposed to Leptospira antigens, and the presence of antibodies might lead to disease enhancement. The role of this protein in Leptospira pathogenesis should be further evaluated to comprehend the lack of protection and potential exacerbation of the disease process. The absence of immune correlates of protection from Leptospira infection is still a major limitation of this field and efforts to gather this knowledge is needed. Author summaryLeptospirosis is one of the underrecognized and neglected diseases of humans and animals. The presence of numerous Leptospira species/serovars infecting a broad range of animal reservoirs, and the resulting environmental contamination, makes control and prevention a cumbersome task. The bacterin-based vaccines available for animals do not offer protection against disease or renal colonization. A broader cross-protective vaccine is essentially needed to prevent Leptospira infections in humans and animals. Here we rationally selected a protein target based on its capacity to be recognized by antibodies of naturally infected animals and designed a recombinant vaccine. Our MCP vaccine was not effective in protecting mice from acute and chronic disease, and likely led to exacerbation of clinical signs in these animals. The development of an effective vaccine would contribute to control Leptospira infection in humans and animals and is important especially in low-income regions where leptospirosis is more prevalent and interventions to control the disease are not currently available.
Auteurs: Sreekumari Rajeev, L. N. Barbosa, A. LIanes, S. Madesh, B. N. Fayne, K. Brangulis, S. C. Linn-Peirano
Dernière mise à jour: 2024-04-18 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.17.590016
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.17.590016.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.
Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.