Un modèle mathématique pour aider à optimiser le développement de vaccins


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  • Lorsqu’il s’agit de concevoir un nouveau vaccin contre une infection virale, les développeurs de vaccins doivent prendre plusieurs décisions majeures. L’un d’eux est le choix du type de réponse immunitaire qu’ils souhaitent induire.

    Dans un récent article du Forum dans Tendances en matière d’immunologiegy un groupe de chercheurs de l’UPF et de l’Institut Marchuk de mathématiques numériques à Moscou, en Russie, dirigé par Andreas Meyerhans et Gennady Bocharov, fournit un article théorique qui pourrait aider à résoudre ce problème. Les chercheurs ont utilisé un modèle mathématique pour mieux comprendre la réponse immunitaire aux vaccins. Cela pourrait aider à améliorer la conception des vaccins et à simplifier les défis techniques associés.

    Les virus sont des parasites intracellulaires qui ont besoin de cellules hôtes pour se multiplier. Ainsi, pour qu’un virus infecte un humain, il doit avoir accès à certaines des cellules du corps qui permettront aux virus de se multiplier. Les virus descendants seront assemblés dans les cellules infectées et, lors de leur libération, infecteront d’autres cellules cibles dans les environs. Sans aucune réponse immunitaire pour contrer le virus, il continuera à se propager et peut endommager les organes.

    Les chercheurs ont utilisé un modèle mathématique pour mieux comprendre la réponse immunitaire aux vaccins. Cela pourrait aider à améliorer la conception des vaccins et à simplifier les défis techniques associés.

    Les vaccins sont le moyen le plus rentable de fournir à un hôte une immunité spécifique au virus qui l’aidera ensuite à maintenir un virus infectieux en dessous des niveaux pathogènes. Pour ce faire, les vaccins peuvent induire des anticorps qui aident à neutraliser les virus libres assemblés et les cellules T cytotoxiques spécifiques des virus qui tueront les cellules infectées et réduiront ainsi le nombre de cellules productrices de virus.

    Alors que les deux bras de la réponse immunitaire sont considérés comme d’une importance majeure pour l’efficacité du vaccin, la question est de savoir comment coopèrent-ils ? Leurs actions sont-elles simplement additives ou plus qu’additives ? Les chercheurs ont maintenant abordé ces questions fondamentales en examinant la contribution des anticorps et des lymphocytes T cytotoxiques à l’aide d’un modèle basé sur la dynamique de l’infection virale. Ils montrent que ces deux principaux facteurs de contrôle de l’infection virale coopèrent de manière multiplicative plutôt qu’additive. Bien que cette relation puisse sembler plutôt abstraite, elle a des conséquences très pratiques pour le développement de vaccins.

    Par exemple, pour être efficace, un vaccin viral doit augmenter la réponse immunitaire de base d’un facteur de 10 000, cela peut être réalisé de deux manières. Soit les anticorps ou les lymphocytes T cytotoxiques sont augmentés d’un facteur 10 000, soit chacune de ces réponses n’est augmentée que d’un facteur 100. Ces dernières pourraient être plus faciles à obtenir en termes pratiques et offrir ainsi aux développeurs de vaccins différentes options pour leur conception.

    Bien que ces considérations ne reposent que sur des bases théoriques et nécessitent une validation expérimentale, les premières données en ce sens émergent. « Nous espérons que notre travail de conception contribuera positivement à la conception de vaccins », déclare Bocharov. Et Meyerhans, le dernier auteur de l’étude, ajoute que « nos considérations peuvent aider à simplifier les défis techniques des nouveaux vaccins et donc être d’une certaine utilité pratique pour les soins de santé ».

    Source de l’histoire :

    Matériaux fourni par Université Pompeu Fabra – Barcelone. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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