Une technique d’imagerie accélère la création des vaccins
En analysant des images à haute résolution, un ordinateur peut rapidement prédire la séquence des acides aminés dans les anticorps. Cela pourrait réduire de plusieurs mois le temps nécessaire pour surveiller les réponses des anticorps pendant le développement des vaccins.
Une nouvelle approche pour concevoir des vaccins
« Il s’agit d’un raccourci sur un processus qui prend généralement des mois à réaliser avec l’ensemble des outils et des technologies actuels », explique Andrew Ward du Scripps Research en Californie.
Les antigènes, tels que la protéine de pointe du virus SARS-CoV2, sont des composants-clés des vaccins. Ils amènent le système immunitaire à produire une série d’anticorps contre l’antigène, mais certains d’entre eux sont plus utiles que d’autres pour la réponse immunitaire. Par exemple, un anticorps plus utile peut bloquer l’entrée du virus dans une cellule, tandis qu’un autre peut ne pas affecter ce processus.
« Les antigènes sont de grandes surfaces, de sorte que les anticorps peuvent les cibler de nombreuses façons différentes, mais en général, un petit sous-ensemble fait le gros du travail », explique M. Ward.
L’étude du rapport entre les anticorps utiles « ciblés » et les anticorps moins utiles « non ciblés » résultant de la vaccination nous aide à optimiser le vaccin afin de faire pencher la réponse vers une production d’anticorps plus protectrice, explique Ward.
Un processus qui prend du temps
Cependant, ce travail prend du temps. Il s’agit généralement de séquencer l’ADN des cellules B productrices d’anticorps, de générer des anticorps à partir de ces séquences, puis d’imager la structure de ces anticorps pour prédire où ils se lient à l’antigène.
Ward et ses collègues ont maintenant mis au point une méthode plus rapide. Ils ont imagé les structures d’anticorps congelés à l’aide d’une technique appelée microscopie électronique cryogénique et ont conçu un algorithme informatique qui prédit rapidement les séquences d’acides aminés des anticorps sur la base de leur structure.
Pour tester leur approche, les chercheurs ont vacciné des macaques rhésus avec un antigène du VIH, ce qui a entraîné la production d’anticorps par les singes. Ils ont ensuite prélevé le sang de deux singes et mélangé chacun des échantillons avec l’antigène du VIH pendant la nuit.
Le lendemain, ils ont imagé les antigènes liés aux anticorps dans chaque échantillon en vrac, ce qui a permis de produire des cartes détaillées des différentes structures d’anticorps dans les échantillons et de la façon dont ils se lient à l’antigène.
« Cette approche permet d’examiner toutes les réponses des anticorps en même temps plutôt qu’une seule à la fois [comme avec les approches traditionnelles] », explique M. Ward.
Un algorithme permet de comparer les structures des anticorps
Les chercheurs se sont ensuite concentrés sur un anticorps de chaque singe et ont utilisé un algorithme informatique pour comparer les structures des anticorps avec une bibliothèque connue de séquences d’anticorps présentes chez les singes, afin de trouver les séquences existantes qui correspondent le mieux aux structures.
Ils ont fabriqué des anticorps à partir des séquences prédites et ont confirmé que les structures des anticorps correspondaient à celles des images originales. Les anticorps synthétisés se sont également liés de la même manière à l’antigène que les anticorps imagés à l’origine.
Un outil révolutionnaire
« Il s’agit d’un outil révolutionnaire pour la conception de vaccins et pour les thérapies reposant sur les anticorps », a déclaré M. Ward.
Cette recherche a été publiée dans Science Advances.
Source : New Scientist
Crédit photo : iStock