Des chercheurs étudient pourquoi les vaccins ne fonctionnent pas aussi bien chez certaines personnes âgées

Un aspect important du vieillissement est la façon dont le système immunitaire évolue au fil du temps. De tels changements ont des conséquences et contribuent à accroître le risque d’infections graves et d’autres maladies telles que le cancer chez la population vieillissante. Des chercheurs du Jackson Laboratory (JAX) et d'UConn Health étudient rigoureusement pourquoi les vaccins ne fonctionnent pas aussi bien chez certaines personnes âgées.

Streptococcus pneumoniae est un agent pathogène bactérien dangereux qui provoque des maladies telles que la pneumonie, la méningite et la septicémie. Les nourrissons et les personnes âgées sont les plus exposés au risque d’infections pneumococciques, et les taux de létalité augmentent avec l’âge pour des raisons encore mal comprises.

Heureusement, plusieurs vaccins développés contre les polysaccharides présents à la surface de S. pneumoniae, dont le PPSV23 (Pneumovax), sont généralement efficaces chez les personnes âgées, mais pas aussi protecteurs que chez les adultes plus jeunes. La combinaison (conjugaison) du polysaccharide avec une protéine, telle qu'une variante non toxique d'une toxine diphtérique, peut induire une activation immunitaire adaptative supplémentaire, entraînant une meilleure protection.

La stratégie a été utilisée pour développer une nouvelle classe de vaccins conjugués approuvés par la FDA (par exemple, PCV13, Prevnar). Malgré ces progrès, les réponses aux vaccins antipneumococciques diminuent encore avec l’âge. De plus, on ne sait toujours pas lequel de ces deux vaccins est préférable dans les sous-populations de personnes âgées.

Pour combler ces lacunes dans les connaissances, une équipe dirigée par le professeur agrégé de JAX Duygu Ucar, Ph.D., professeur de santé d'UConn et directeur du centre d'UConn sur le vieillissement George Kuchel, MD, CM, et Jacques Banchereau, Ph.D. (Immunoledge, Montclair, NJ), a recruté et vacciné une cohorte de 39 adultes en bonne santé naïfs de vaccin antipneumococcique, tous âgés de 60 ans ou plus, pour comparer minutieusement les caractéristiques immunitaires avant et après le vaccin.

Leurs résultats, présentés dans « Caractéristiques immunitaires de base distinctes associées aux réponses aux vaccins antipneumococciques polysaccharidiques conjugués et non conjugués chez les personnes âgées », publiés dans Immunologie naturelle, identifier les traits biologiques sous-jacents aux réponses variables aux deux vaccins différents. Il est important de noter qu'ils révèlent également des prédicteurs de base distincts (c'est-à-dire avant la vaccination) qui peuvent potentiellement affecter les stratégies de vaccination et conduire à des interventions plus efficaces, du fait qu'elles sont plus spécifiques.

” Comprendre qui réagira fortement à quel vaccin nous fournira des opportunités de stratifier la population pour améliorer l'efficacité du vaccin au niveau de la population, ainsi que comprendre si nous pouvons moduler les caractéristiques immunitaires des individus avant la vaccination pour améliorer les résultats au niveau individuel, ” dit Ucar.

Indicateurs d'efficacité

Tous les participants ont reçu une dose unique de PPSV23 ou PCV13 de mai au début de l’automne. Du sang a été prélevé avant la vaccination, puis un, 10, 28 et 60 jours après pour fournir des données longitudinales. Après la vaccination, les chercheurs ont développé des mesures pour quantifier les réponses vaccinales et classer les donneurs en fonction de leur réactivité au sein de la cohorte. Même si les réponses globales aux deux vaccins étaient comparables, il y avait des différences nettes dans les phénotypes immunitaires de base, séparant les répondeurs forts et faibles.

L’abondance de base de deux types spécifiques de lymphocytes T, les cellules Th1 et Th17, a joué un rôle important dans les réponses au PCV13. Les cellules Th1 produisent des signaux moléculaires pour activer les réponses immunitaires innées précoces contre les agents pathogènes, tandis que les cellules Th17 contribuent également à la réponse de défense en produisant un groupe différent de molécules de signalisation inflammatoires.

Pour les réponses au vaccin PCV13, des niveaux plus élevés de cellules Th1 ont montré une association positive et des niveaux plus élevés de cellules Th17 une association négative. Ainsi, un rapport Th1/Th17 avant la vaccination peut être prédictif de la force de la réponse au PCV13. Il est intéressant de noter que les femmes ont une fréquence plus élevée de cellules Th1 et une fréquence plus faible de cellules Th1 7 par rapport aux hommes et ont répondu plus fortement au vaccin PCV13.

À partir des données sur l’expression des gènes avant la vaccination, les chercheurs ont découvert un module génétique comprenant des gènes cytotoxiques associés à des réponses réduites au PCV13, appelé signature CYTOX. Le profilage unicellulaire a lié cette signature d’expression génique aux cellules matures CD16+ natural killer (NK).

L'abondance de cellules NK CD16+ matures dans le sang était associée aux réponses au PCV13, où les répondeurs faibles avaient plus de cellules NK CD16+ que les répondeurs forts. Cependant, la signature CYTOX n’était pas associée aux réponses au vaccin alternatif PPSV23 – un autre ensemble de gènes distincts prédisait les réponses au PPSV23.

« Notre étude rappelle que les approches « taille unique » ne fonctionnent pas bien pour les patients âgés », explique Kuchel. « De plus, si nos résultats peuvent être reproduits dans d'autres populations, ils pourraient offrir des opportunités remarquables pour mettre en œuvre des modèles de soins pour les personnes âgées impliquant une gérontologie de précision qui sont plus efficaces car plus précis, et finalement associer les individus aux vaccins qui fonctionnent le mieux pour eux. “.

Implications pour la prévention des maladies

Un aspect surprenant de l’étude est que les prédicteurs de base pour les deux classes disponibles de vaccins antipneumococciques sont assez distincts et indépendants l’un de l’autre, bien que les deux vaccins utilisent les mêmes polysaccharides bactériens pour provoquer une réponse immunitaire protectrice.

Il est toutefois important de noter que l'article montre que les réponses aux deux vaccins peuvent être prédites chez les personnes âgées sur la base de caractéristiques spécifiques avant la vaccination, et les résultats impliquent que les individus peuvent être facilement stratifiés en fonction du vaccin susceptible de fonctionner le mieux pour eux. Par exemple, les personnes âgées ayant de faibles taux de cellules NK CYTOX/CD16+ répondront probablement bien au vaccin PCV13, tandis que celles ayant un taux élevé de CYTOX bénéficieraient plus probablement du vaccin PPSV23.

Dans l’ensemble, les résultats ont des implications importantes pour des stratégies de vaccination plus précises pour les vaccins antipneumococciques, et potentiellement pour d’autres vaccins également, afin de mieux protéger les personnes âgées contre les infections et les maladies.