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Mémoire immunitaire innée et vaccination : un calendrier maîtrisé pour un bénéfice amélioré


Une étude pilotée par les chercheurs d’IMVA-HB/IDMIT, publiée dans NPJ Vaccines, a mis en évidence l’influence du délai entre les vaccinations (primo-vaccination et rappels) sur la réponse immunitaire humorale spécifique. Ces travaux suggèrent également la mise en place d’une mémoire immunitaire entraînée.

Publié le 19 mars 2020

Les vaccins représentent un des plus grands succès en médecine, en réduisant la mortalité et la morbidité associées à de nombreuses maladies infectieuses. Grâce aux vaccins et à des campagnes de vaccinations mondiales efficaces, des pathogènes peuvent être éradiqués de la planète, comme ce fut le cas du virus de la variole dans les années 80, et ce sera le cas dans un avenir proche, comme espéré pour le virus de la poliomyélite. Selon l'Organisation mondiale de la Santé, les vaccinations sauvent la vie de 2 à 3 millions de personnes chaque année dans le monde.

Pour autant, nous ne disposons toujours pas de vaccins contre certaines maladies comme le sida, et la mise au point d'un vaccin est un processus extrêmement long, peu adapté pour faire face aux maladies émergentes.

La recherche vaccinale vise non seulement à développer de nouveaux vaccins, mais aussi à améliorer le confort, la tolérance et l'efficacité des vaccins déjà existants. Il est attendu qu'une meilleure compréhension du mode d'action des vaccins qui marchent permettrait un développement plus rationnel, plus rapide de nouveaux vaccins, d'améliorer les protocoles de vaccination actuels, et de personnaliser les vaccinations.

C'est avec cet objectif qu'une équipe de vaccinologistes d'IMVA-HB/IDMIT a analysé la dynamique des réponses immunitaires innées et acquises et leurs interactions après une primo-vaccination et un rappel de vaccination. Pour cela, ils ont vacciné des macaques avec un vaccin vivant très atténué, le MVA (Modified Vaccinia Ankara). Le vaccin modèle, le MVA, est un vaccin qui protège de la variole et qui donne des résultats encourageants comme vecteur de vaccination recombinant contre d'autres maladies quand il exprime leurs antigènes. Du fait de leur proximité phylogénétique avec l'homme, les primates non humains, comme le macaque, constituent des modèles pré-cliniques solides pour étudier l'immunologie des vaccins destinés à l'homme.

En comparant différents calendriers de vaccination avec un rappel de vaccination à deux mois ou à deux semaines, ils ont mis en évidence l'influence du délai entre les vaccinations sur la réponse anticorps. Il peut être tentant en effet de raccourcir le calendrier vaccinal pour assurer une protection plus rapide de la population à risque en cas d'urgence en santé publique contre une pandémie, mais un calendrier de vaccination accéléré s'est avéré nuire à l'immunité humorale.

Ils ont également démontré que le schéma vaccinal a aussi un impact sur la réponse innée. Le rappel plus tardif (à deux mois) a non seulement amélioré la réponse anticorps spécifique du vaccin MVA, il a également mis en jeu des cellules innées plus activées et matures comme l'a montré l'analyse phénotypique complexe en cytométrie de masse. Des neutrophiles, des monocytes et des cellules dendritiques au phénotype modifié, mieux équipés pour répondre à une nouvelle stimulation, ont été induits tardivement après la primo-vaccination et leur abondance corrèle positivement avec la concentration et la multifonction des anticorps.

Ces travaux suggèrent la mise une place d'une mémoire immunitaire innée, aussi appelée immunité entraînée1, qui a récemment été décrite pour les monocytes et les cellules NK, et dont les mécanismes et les caractéristiques diffèrent de la mémoire « classique » des lymphocytes T et B. Cela reste à démontrer à l'aide d'une analyse fonctionnelle. Ils révèlent surtout l'effet majeur du délai entre les immunisations sur la réponse vaccinale et souligne le lien entre réponse innée, précoce mais aussi tardive, et réponse humorale.

Des vaccins basés sur l'immunité entraînée pourraient combiner l'induction d'une mémoire immunitaire innée et adaptative et conférer ainsi une meilleure protection contre le pathogène qu'ils ciblent, mais aussi contre des pathogènes autres, et augmenter, moduler les réponses à la re-vaccination ou à de nouvelles vaccinations indépendantes. Cela implique d'identifier les vaccins et adjuvants capables de stimuler une mémoire innée et de déchiffrer les mécanismes sous-jacents pour mieux les exploiter.

1 : Contrairement à la mémoire adaptative, la mémoire innée myéloïde n'est pas spécifique d'un antigène. Elle est portée par des monocytes aux fonctions antimicrobiennes améliorées contre des stimuli n'ayant rien à voir avec le stimulus initial inducteur. C'est ainsi que le BCG, stimulus canonique de la mémoire innée, protège plus que contre la tuberculose. Par ailleurs, l'immunité entraînée ne semble pas impliquer l'expansion clonale de monocytes et leur différentiation en monocyte mémoire, mais des modifications métaboliques, épigénétiques, et transcriptionnelles de progéniteurs/précurseurs hématopoïétiques générant une progénie monocytaire entraînée. 

IMVA-HB, infrastructure de recherche dirigée par le Dr. Roger Le Grand, regroupe plus de 100 chercheurs travaillant sur des challenges scientifiques relatifs à l'immunité innée et l'immunité adaptative dans le contexte des infections virales et de la régulation des maladies auto-immunes. IMVA-HB est une unité mixte de recherche (UMR1184) associant le CEA, l'Inserm et l'Université Paris-Saclay et ayant un lien fort avec l'Institut Pasteur.

Ces travaux de recherche ont été soutenus financièrement par le programme d’investissement d’avenir à trois niveaux :

  • Le labex Vaccine Research Institute (VRI) (ANR-10-LABX-77-01) en finançant le programme de recherche ImMemory sur la dynamique des réponses innées et acquises et leurs interactions dans le contexte des primo-vaccinations suivies de rappel de vaccination
  • L’équipex FlowCyTech (ANR-10-EQPX-02-01) en finançant le cytométre de masse
  • L’infrastructure d’excellence IDMIT (ANR-11-INBS-0008) en finançant l’animalerie NHP pour l’étude des maladies infectieuses.

Ces travaux ont également été soutenus financièrement par l’Union européenne via les projets EVHA H2020 (financement n. 681032) et TRANSVAC2 H2020 (financement n.730964)

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