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Accroître la capacité de recherche sur les maladies tropicales négligées –

Le professeur Paul Kaye de l'Université de York, dont l'équipe de recherche a récemment reçu 8 millions d'euros pour aider à réduire le fardeau de la leishmaniose dans les pays africains, nous guide dans le long mais gratifiant processus de développement d'un vaccin contre une maladie tropicale négligée.

Maladies tropicales négligées (MTN), dont 19 selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS)1, affectent ensemble plus d'un milliard de personnes dans 149 pays à travers le monde. Le développement de thérapies efficaces a connu un certain succès (six des 19 sont considérées comme traitables), mais il reste encore beaucoup de travail à faire, partout dans le monde.

Mes propres recherches se sont concentrées sur les leishmanioses, une famille de maladies vectorielles dévastatrices, affectant les populations d'Afrique de l'Est, d'Asie, du Moyen-Orient et d'Amérique centrale et du Sud.2.

Comme pour la plupart des MTN, les leishmanioses affectent les personnes les plus pauvres et les plus mal nourries et contribuent à un cercle vicieux de pauvreté et de maladie. Ils présentent des risques importants pour la santé publique, physique et mentale, et pour le développement socio-économique.

Les leishmanioses se répartissent globalement en deux catégories: les leishmanioses tégumentaires (TL), affectant la peau et les muqueuses, et la leishmaniose viscérale (LV), ciblant les organes internes.3,4 Au sein de la TL, il existe trois sous-types: lésions auto-cicatrisantes au niveau de la morsure (leishmaniose cutanée; CL), lésions qui se propagent de la lésion d'origine aux muqueuses (leishmaniose muqueuse; ML), et celles qui se propagent à travers le corps (disséminées ou leishmaniose cutanée diffuse; DCL).

«Les marques physiques importantes qui sont souvent la conséquence des maladies peuvent avoir un impact durable sur la santé mentale et perpétuer la stigmatisation sociale associée à la maladie»

La leishmaniose viscérale, également connue sous le nom de kala-azar, implique les principaux organes internes; les patients qui se rétablissent après un traitement médicamenteux développent souvent une leishmaniose cutanée post-kala-azar (PKDL), une affection cutanée chronique dans laquelle des lésions nodulaires ou maculaires commencent sur le visage et se propagent à travers le tronc et les bras. Étant donné que la PKDL peut se développer chez près de la moitié des patients traités et apparemment guéris de la LV, on pense qu'elle joue un rôle central dans la transmission communautaire.5

Il y a plus d'un million de nouveaux cas de TL et un demi-million de nouveaux cas de LV chaque année, ce qui se traduit par quelque 2,4 millions d'années de vie ajustées sur l'incapacité.4 La véritable prévalence peut être encore plus élevée, car les maladies affectent souvent des populations dispersées ou nomades. Les marques physiques importantes qui sont souvent la conséquence des maladies peuvent avoir un impact durable sur la santé mentale et perpétuer la stigmatisation sociale associée à la maladie.6

Les défis du traitement passés – et nouvelle promesse

Les leishmanioses ont toujours été difficiles à traiter, en raison à la fois de l'accès limité aux soins de santé auxquels sont confrontées les populations à risque et du fait que la petite batterie de médicaments existants a de plus en plus succombé à la résistance..

De plus, comme les cellules en question sont eucaryotes, elles sont similaires aux cellules humaines – les toxines capables de les tuer peuvent donc être nocives, voire mortelles, pour le pathogène et l'hôte.

Bien que le fardeau de la LV en Asie du Sud ait été quelque peu réduit par l'amphotéricine B liposomale à dose unique, le médicament est moins efficace dans d'autres emplacements géographiques, à savoir l'Afrique de l'Est. Diverses combinaisons de médicaments ont été testées, sans succès, tandis que de nouvelles thérapies et modulateurs immunitaires en phase de développement précoce n'ont pas encore été testés dans le domaine. Malheureusement, peu de choses ont changé dans le traitement de la CL au cours des cinquante dernières années.3 Le seul vaccin approuvé à ce jour est la leishmaniose viscérale canine.

Trente ans de découvertes scientifiques ont conduit au développement d'un candidat pour un vaccin thérapeutique contre la PKDL, la mystérieuse séquelle de la LV.7 Mon équipe, comprenant des collègues du Soudan, a été intimement impliquée dans ce travail et est au milieu d'un essai clinique de phase IIb financé par le Wellcome Trust, évaluant l'efficacité de ce vaccin thérapeutique chez des patients soudanais atteints de PKDL persistante.8,9

Mais la recherche a un long chemin à parcourir, et au moins aussi loin. Pour étendre la recherche, nous avons développé un consortium de recherche avec des collègues en Éthiopie, au Kenya et en Ouganda et à l'European Vaccine Initiative (EVI) en Allemagne, pour évaluer le statut immunitaire des personnes souffrant de leishmaniose.

Nous avons également reçu une subvention du Partenariat pour les essais cliniques des pays européens et en développement (EDCTP) qui nous permettra non seulement d'étendre notre programme de vaccination au Soudan,dix mais aussi pour relever d'autres défis de recherche importants auxquels la communauté médicale est confrontée dans des endroits éloignés. Notre objectif plus large a été de développer un «plan» définissant la stratégie de base et les outils de recherche nécessaires à notre projet, dans l'espoir que notre travail s'étendra bien au-delà de la leishmaniose pour aider les chercheurs à lutter contre d'autres MTN dans le monde.

«Grâce au renforcement des capacités de ce projet, nous espérons que sa portée s'étendra pour fournir un soutien à la recherche sur d'autres maladies tropicales»

Développer les outils pour trouver un vaccin

Pour concevoir de nouveaux traitements, les chercheurs ont d'abord besoin d'outils capables de prendre des instantanés «avant et après» des changements du système immunitaire – en d'autres termes, une comparaison entre l'état du système immunitaire lorsqu'un patient est admis pour la première fois à l'hôpital et lorsqu'il est guéri. avec traitement. En comprenant ces altérations souvent minuscules des cellules immunitaires, nous pouvons concevoir des moyens d'améliorer la façon dont les traitements fonctionnent de concert avec les cellules, et même comprendre pourquoi certains patients peuvent rechuter de leur maladie ou développer une PKDL.

La cytométrie en flux a été un outil essentiel pour découvrir les mécanismes de l'immunité, évaluer l'efficacité des vaccins ainsi que les biomarqueurs de la réponse aux médicaments. Il utilise des anticorps qui reconnaissent des marqueurs spécifiques à la surface ou à l'intérieur des cellules immunitaires, ce qui nous aide à prédire leur fonction. Ces anticorps sont marqués par fluorescence, et en exposant chaque cellule individuellement à la lumière laser lors de leur passage à travers une petite ouverture, le signal fluorescent peut être détecté.

Cours de formation initiale avec des gestionnaires de flux récemment nommés

Cours de formation initiale avec des gestionnaires de flux récemment nommés (Crédit: Dr Karen Hogg, Université de York). Image en haut de la page: parasites de Leishmania mexicana au stade amastigote, SEM. Crédit: Université d'Oxford, Richard Wheeler. Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)

Pour notre projet, nous avions besoin de plusieurs attributs dans un instrument de cytométrie en flux: il devait être suffisamment sensible pour identifier des populations de cellules rares, souvent avec de faibles niveaux de biomarqueur; il devait fournir une reproductibilité extrême entre les sites (c'est-à-dire la fiabilité inter-machines); et il devait être fabriqué par une entreprise offrant un service d'assistance dans une grande région géographique. Nous avons opté pour CytoFLEX, un cytomètre en flux de recherche qui utilise la détection par photodiode à avalanche pour arriver au niveau de sensibilité requis.

Avec l'aide du développeur de CytoFLEX, Beckman Coulter Life Sciences, nous avons conçu et organisé des cours de formation initiale avec un groupe de nouveaux gestionnaires de flux désignés de chaque pays partenaire, pour partager des procédures opérationnelles standard, développer des stratégies d'analyse de données de haut niveau et offrir des instructions dans l'entretien de routine.

Beckman Coulter Life Sciences a également fourni des cocktails d'anticorps lyophilisés (panneaux DURAClone). Pour les enquêteurs dans des endroits éloignés, l'utilisation de réactifs secs et pré-formulés, plutôt que des anticorps «humides», résout certains problèmes logistiques. De plus, l'utilisation des panneaux DURAClone supprime un certain nombre de sources de variabilité et augmente le débit d'échantillonnage12.

Grâce à ces voies et innovations, nous avons établi un nouveau réseau de cytométrie en flux en Afrique de l'Est qui nous permettra d'identifier et de caractériser les cellules immunitaires présentes dans le sang lors de ces maladies dévastatrices. Nous associerons nos données actuelles à des techniques similaires en pathologie, pour comparer les profils des cellules immunitaires du sang avec ceux des cellules trouvées dans la peau, et donner une image plus complète de la réponse de l'hôte à l'infection avant et après le traitement ou la vaccination.

L'essai d'efficacité de notre vaccin thérapeutique, ChAd63-KH, est en bonne voie (les vaccins thérapeutiques sont administrés après qu'un individu est infecté par un agent pathogène et conçus pour renforcer le système immunitaire et éliminer l'infection). Cette technologie, similaire au candidat vaccin prometteur COVID-19 de l’Université d’Oxford, introduit deux gènes Leishmania parasites (KMP-11 et HASPB1) dans un adénovirus chimpanzé bien étudié (vecteur viral ChAd63). Après la vaccination, les cellules hôtes sont infectées par le virus et expriment la Leishmania protéines d'une manière qui peut être reconnue par le système immunitaire. Nous sommes particulièrement intéressés par la capacité de ce vaccin à générer des cellules T pour combattre l'infection.

Le prochain objectif immédiat, financé par l'EDCTP, est de commencer un essai clinique pour déterminer si le vaccin peut empêcher la progression de la LV à la PKDL. Enfin, nous espérons développer un modèle de défi humain de la leishmaniose pour tester la capacité du vaccin à protéger contre l'infection par différentes formes de parasites. Cela ouvrirait la voie au développement d'un vaccin prophylactique rentable, qui est le véritable objectif afin de prévenir ces maladies dans les populations vulnérables en premier lieu.

Directions futures

Comme mentionné, notre recherche a également de plus grandes ambitions pour la santé publique mondiale à long terme. Nos partenaires d'Afrique de l'Est sont liés par leur travail en tant que membres du groupe de la plate-forme Leishmaniose Afrique de l'Est, créé pour aider à coordonner les activités de développement de médicaments dans la région par l'initiative Drugs for Neglected Diseases (DNDi). Des questions centrales sur les raisons pour lesquelles la maladie varie entre les pays sont à l'étude, et l'augmentation de la capacité de cytométrie en flux soutiendra également la surveillance des patients dans les essais de médicaments menés par DNDi et d'autres groupes de recherche.

Et grâce au renforcement des capacités que ce projet fournit, nous espérons que sa portée s'étendra bien au-delà de la leishmaniose, pour fournir un soutien à la recherche sur d'autres MTN, y compris les maladies bactériennes, fongiques et autres maladies parasitaires et virales.

Nous menons également un travail de soutien, qui plaidera en faveur des futurs investissements financiers nécessaires pour mettre ces vaccins à la disposition de ceux qui en ont besoin, en partie en modélisant l'impact que les vaccins pourraient avoir sur les résultats pour la santé.11 En continuant à démontrer la puissance analytique de méthodes telles que la cytométrie en flux et leur rôle dans la conception de thérapies indispensables pour les MTN, nous espérons ouvrir des possibilités de recherche de découverte supplémentaires à des collègues dans de nombreuses régions du monde.

La recherche décrite dans cet article fait partie du programme EDCTP2 soutenu par l'Union européenne (numéro de subvention RIA2016V-1640; PREV_PKDL; https://www.prevpkdl.eu).

A propos de l'auteur

Paul Kaye est professeur d'immunologie à l'Université de York

Références:

  1. Organisation mondiale de la santé: https://www.cdc.gov/globalhealth/ntd/diseases/index.html. Consulté le 8 juin 2020.
  2. Organisation mondiale de la santé: https://www.who.int/en/news-room/fact-sheets/detail/leishmaniasis. Consulté le 8 juin 2020.
  3. Kaye PM, Cruz I, Picado A, Van Bocxlaer K, Croft SL. Immunopathologie de la leishmaniose – impact sur la conception et l'utilisation des vaccins, des diagnostics et des médicaments. Séminaires d'immunopathologie. 2020; 1-18
  4. Initiative Drugs for Neglected Diseases: https://www.dndi.org/diseases-projects/leishmaniasis/. Consulté le 8 juin 2020.
  5. Organisation mondiale de la santé: https://www.who.int/leishmaniasis/en/. Consulté le 8 juin 2020.
  6. Pires M, Wright B, Kaye PM, da Conceição V, Churchill RC. L'impact de la leishmaniose sur la santé mentale et le bien-être psychosocial: une revue systématique. PLoS One. 2019; 14 (10): e0223313.
  7. Mukhopadhyay D, Dalton JE, Kaye PM, Chatterjee M. Leishmaniose cutanée kala-azar post: un mystère non résolu. Tendances Parasitol. 2014; 30 (2): 65‐74.
  8. ClinicalTrials.gov: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03969134. Consulté le 8 juin 2020.
  9. Wellcome: https://wellcome.ac.uk/what-we-do/directories/translation-fund-projects-funded. Consulté le 8 juin 2020.
  10. ClinicalTrials.gov: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04107961. Consulté le 8 juin 2020.
  11. Le Rutte E, Coffeng L, Malvolti S et Kaye PM, de Vlas, S. L'impact potentiel des vaccins contre la leishmaniose viscérale humaine sur l'incidence de la population. Préimpression publiée en ligne. https://doi.org/10.1101/2020.05.05.20090480. Consulté le 12 juin 2020.
  12. Rajab, A, Axler, O, Leung, J, Wozniak, M, Porwit, A. Panel de cytométrie en flux à 10 anticorps 15 couleurs pour l'immunophénotypage de la population lymphocytaire. Int J Lab Hem. 2017; 39 (Suppl. 1): 76–85. Https://doi.org/10.1111/ijlh.12678.

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