Académie royale de Médecine de Belgique

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Michel Moutschen (ULg) - Résumé + vidéo

VACCINATION : PRINCIPES BIOLOGIQUES

par Michel MOUTSCHEN (ULg).

Vacciner c'est manipuler la mémoire du système immunitaire. Y créer, en quelque sorte, de faux souvenirs infectieux pour rendre l'individu moins naïf face aux  menaces futures.  La vaccinologie moderne s'appuie évidemment sur les principes biologiques complexes que nous aborderons brièvement dans notre exposé mais elle laisse une grande part à un savoir-faire empirique digne de l'art de ceux qui élaborent les mouches destinées à leurrer les poissons.

Le concept central de la vaccinologie, c'est la nécessaire collaboration de nos deux systèmes immunitaires : l'adaptatif qui est le plus moderne (500 millions d'années) et qui apporte mémoire et exquise discrimination des structures et des conformations les plus variées et l'inné, aussi ancien que les premiers êtres multicellulaires et qui, façonné par l'évolution, apporte une reconnaissance "intuitive" du danger.  Les "bons" vaccins font collaborer de façon équilibrée ces deux systèmes. Depuis les travaux de Jules Hoffman, on connait mieux les différentes familles de récepteurs de l'immunité naturelle et leurs ligands, qui constituent tous des adjuvants vaccinaux potentiels. La signalisation de ces récepteurs est complexe et ramifiée : certaines voies entraînent une réponse innée (et donc inflammatoire) majeure alors que d'autres initient surtout une collaboration fructueuse avec le système adaptatif. La recherche de ligands privilégiant surtout cette collaboration est au cœur de la science des adjuvants.

Si les modes de réponses de l'immunité innée sont relativement stéréotypés, la diversité fonctionnelle des différents acteurs de l'immunité adaptative est immense (et on ne parle pas ici des antigènes reconnus mais bien des types de réponses délivrées).  On connait bien les différentes classes et sous-classes d'anticorps dont les fonctions (opsonisation, neutralisation, activation du complément) sont différentes mais il en va de même des réponses à médiation cellulaire puisque de nombreuses sous-populations de lymphocytes T auxiliaires et cytotoxiques, dont les propriétés sont différentes, ont été décrites ces dernières années. Citons à titre d'exemple les sous-populations "classiques" de lymphocytes T auxiliaires (Th1, Th2, Th9, Th17 et T reg).  Selon l'agent infectieux considéré voire le stade de l’infection, la protection sera conférée par un profil de réponse différent. Il est donc essentiel que la vaccination induise une différenciation fonctionnelle adaptée à l'agent infectieux considéré.  C'est dès la première activation du lymphocyte T naïf par la cellule dendritique qu'une grande partie de ce destin fonctionnel est scellé : le type de cellule dendritique recruté et son état d'activation influencent fortement la différenciation des lymphocytes T. On comprend donc l'immense importance du mode d'administration du vaccin et des adjuvants utilisés.

Il faut ajouter à ceci deux autres niveaux de complexité dans la nature des réponses induites par le contact antigénique initial (qu'il soit infectieux ou vaccinal). Tout d'abord, la nature de la mémoire immunitaire induite et notamment la balance entre mémoire centrale (à long terme) et mémoire effectrice, plus sensible aux phénomènes d'épuisement clonal.  Le dernier niveau de complexité est la compartimentation topographique des réponses, notamment au niveau muqueux. Puisque la plupart des agents infectieux pénètrent dans l'organisme par les muqueuses, il parait essentiel d'y initier la réponse vaccinale pour qu'une immunité "stérile" puisse ultérieurement se développer. C'est tout l'enjeu des vaccins muqueux, en plein développement.

On l'a compris, modéliser précisément les paramètres d'une vaccination pour prédire toutes les caractéristiques de la protection induite est aussi complexe que de modéliser le fonctionnement du système immunitaire lui-même, ce qui est encore hors de notre portée.  Les nouvelles méthodes analytiques "omiques" permettent pourtant de donner des éléments de réponse à ces questions par une approche inverse : en analysant les signatures transcriptionnelles induites par des vaccins différents et en corrélant ces signatures avec les niveaux et types de protection conférés. On pourra ainsi, espérons-le utiliser les acquis de l’empirisme pour élaborer plus rationnellement les vaccins de demain.