Conception d’un nouveau candidat vaccin multi-épitopes contre Treponema pallidum ciblant des adhésines via la vaccinologie inverse

Pourquoi une nouvelle idée de vaccin compte pour une vieille maladie

La syphilis est une infection sexuellement transmissible ancienne qui repart à la hausse dans le monde. Si des antibiotiques comme la pénicilline peuvent guérir une infection, ils n’empêchent pas les réinfections. Il n’existe toujours pas de vaccin préventif contre la syphilis, en partie parce que l’agent en cause, Treponema pallidum, est difficile à cultiver en laboratoire et se dissimule habilement face au système immunitaire. Cette étude exploite la conception assistée par ordinateur pour construire et tester, in silico et en bactéries, une nouvelle forme de vaccin expérimental visant simultanément plusieurs points faibles du microbe.

Choisir les points d’accroche du germe comme cibles

T. pallidum infecte les humains en s’attachant aux tissus et en contournant les défenses naturelles. Il utilise pour cela des molécules de surface appelées adhésines qui agissent comme de petits crochets, aidant la bactérie à s’accrocher aux cellules hôtes, à se déplacer dans les tissus et à éviter l’attaque immunitaire. Les auteurs ont considéré que ces crochets exposés constituent des cibles vaccinales attrayantes, car des anticorps pourraient les bloquer et empêcher le germe de s’établir. À partir du génome d’une souche bien étudiée, ils ont sélectionné sept protéines adhésines présentes à la surface, présentant des caractéristiques physico-chimiques favorables et ne ressemblant pas aux protéines humaines ou murines, ce qui réduit le risque de réaction croisée.

Construire un vaccin composé de nombreux fragments par ordinateur

Plutôt que d’utiliser des protéines entières, l’équipe s’est concentrée sur de courts fragments appelés épitopes, qui sont les éléments précis reconnus par les cellules immunitaires. À l’aide de plusieurs outils de prédiction en ligne, ils ont analysé les adhésines pour identifier des régions susceptibles d’être reconnues par les lymphocytes B, producteurs d’anticorps, et par deux types de lymphocytes T qui coordonnent et exécutent les réponses. Ils ont retenu quinze épitopes T et sept épitopes B prédits comme fortement antigéniques, non toxiques et non allergènes, et couvrant de nombreux profils génétiques de la population mondiale. Ces fragments ont ensuite été assemblés à l’aide de courts segments de liaison et associés à un peptide adjuvant intégré pour créer une seule protéine vaccinale multi-épitopes, nommée MEVTP.

Tester la structure et le comportement dans le monde virtuel

Les auteurs se sont ensuite demandé si cette protéine conçue se replierait en une forme stable et interagirait bien avec des capteurs immunitaires clés. En utilisant des outils tels qu’AlphaFold et des serveurs de raffinement, ils ont prédit la structure tridimensionnelle du vaccin et vérifié que la majorité de ses constituants occupaient des positions énergétiquement favorables. Ils ont ensuite simulé la liaison de MEVTP à deux récepteurs de l’immunité innée, TLR2 et TLR4, qui participent au déclenchement des réponses inflammatoires lors de la détection de microbes. Le docking informatique et de longues simulations de dynamique moléculaire ont suggéré que le vaccin peut former des complexes serrés et stables avec ces récepteurs, en particulier TLR4, conservant de nombreux points de contact et une structure globale compacte.

De la conception numérique à la protéine produite en laboratoire

Pour dépasser la théorie pure, les chercheurs ont adapté la séquence génique de MEVTP pour une production efficace dans des bactéries de laboratoire courantes. Ils ont inséré le gène optimisé dans un plasmide d’expression, l’ont introduit dans Escherichia coli et ont induit la synthèse de la protéine de fusion par les cellules. Le produit obtenu, portant une petite étiquette de purification, a été isolé par chromatographie d’affinité au nickel et confirmé par électrophorèse et western blot à une taille approchant celle attendue. Parallèlement, l’équipe a conçu une version ARNm du vaccin en utilisant des éléments connus pour améliorer la stabilité et la traduction, et a vérifié que la structure prédite de l’ARN présentait une énergie globale faible, autre indice de robustesse.

Réponses immunitaires simulées et étapes suivantes

Enfin, le groupe a utilisé un simulateur immunitaire pour explorer comment l’organisme pourrait réagir à des doses répétées du vaccin. Le modèle virtuel a prédit de fortes vagues d’anticorps, incluant différentes sous-classes d’IgG, ainsi qu’une augmentation de cytokines comme l’interféron-gamma et l’interleukine-2, marqueurs d’une activité T cellulaire vigoureuse. Les effectifs d’aides T, de T cytotoxiques, de cellules B et d’autres cellules défensives ont augmenté et formé des populations mémoires, suggérant un potentiel de protection durable dans ce cadre simulé. Dans l’ensemble, le travail propose un vaccin multi-épitopes ciblant les adhésines, soigneusement conçu, qui semble stable, non allergène et immunogène in silico, et qui peut être produit comme protéine purifiée. Cependant, sa capacité réelle à prévenir la syphilis ne sera connue qu’après des tests approfondis chez l’animal puis, éventuellement, chez l’humain.

Citation: Tang, H., Chen, Z., Yan, H. et al. Designing a novel multiepitope vaccine candidate against Treponema pallidum via adhesins using reverse vaccinology. Sci Rep 16, 15305 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45084-1

Mots-clés: vaccin contre la syphilis, Treponema pallidum, multi-épitopes, vaccinologie inverse, protéines adhésines