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IMMUNOLOGIE

Essaim mortel

Un groupe de recherche brésilien met au point le premier vaccin contre le venin d’abeille

Publié en Novembre 2008

Guêpe Polybia ignobilis

MARTELLI FILHOGuêpe Polybia ignobilis MARTELLI FILHO

L’expression «tomber dans un nid de guêpes» indique de sérieux problèmes et s’applique également aux abeilles. Il s’agit d’insectes sociaux qui travaillent en équipe même quand il s’agit de se défendre contre leurs ennemis. C’est pour cela qu’une personne qui heurte un de ces nids a de grandes chances de se retrouver à l’hôpital avec des centaines de dards incrustés dans la peau. Ces derniers diffusent des toxines dans le courant sanguin, qui pendant des jours vont endommager le foie, les reins et le cœur, dissolvant la matrice qui unit les cellules et déclenchant des problèmes chroniques. «Nous ne comprenons que maintenant comment le venin de ces insectes fonctionne», déclare le biochimiste Mário Palma, du Centre d’Études des Insectes Sociaux (Ceis) de’ Université Publique Pauliste (Unesp) de Rio Claro. Il a fait appel à l’Université de São Paulo (USP) et à l’Institut Butantan pour monter une équipe qui a été la première à mettre au point fois un vaccin contre les piqûres d’abeilles.

Selon Palma, la difficulté pour mettre au point un vaccin spécifique contre les piqûres d’insectes découle d’une méconnaissance de la composition chimique de ces substances. «À l’inverse de ce qui se produit avec le venin de serpent, composé de protéines complexes, 70 % des venins d’abeilles et de guêpes sont composés de peptides», déclare-t-il. Il s’agit de molécules apparentées aux protéines, mais plus petites. Il s’est tout d’abord aperçu que ces venins agissaient de manière différente. Une victime de morsure de serpents (principalement les rongeurs dont ils s’alimentent) meurt rapidement. Il s’agit, en fin de comptes, d’une stratégie de chasse, à l’inverse des abeilles et des guêpes qui utilisent leur venin comme défense. Les fragiles dards, efficaces uniquement sur la peau tendre du museau de singes à la recherche de miel, sur un oiseau amateur d’insectes ou sur une personne imprévoyante, laissent un souvenir douloureux et signalent l’endroit à éviter.

Le Ministère de la Santé prévoit qu’entre 10 mille à 15 mille personnes seront piquées cette année par des abeilles et des guêpes. Il s’agit certainement d’un chiffre sous-estimé car les personnes souffrant d’une seule piqûre et n’ayant pas de fortes réactions allergiques ne feront pas appel aux services médicaux. La plupart des patients survit, contrairement aux victimes de morsures de serpents (plus 20 mille morsures par an dans le pays). Cependant les petites molécules de venin d’insectes se répandent avec facilité dans l’organisme. C’est pour cette raison que 98 % des personnes victimes de multiples piqûres souffrent de séquelles chroniques aux reins et au foie.

La méthode utilisée pour mettre au point des vaccins se basait jusqu’à présent sur des tentatives et souvent des échecs car on produisait le vaccin et on testait directement son effet. «Chaque fois que le vaccin ne fonctionne pas on perd un patient», déclare le chercheur de l’Unesp. C’est une chose à éviter, même lorsqu’il s’agit de tests sur des souris de laboratoire, mais personne n’était encore parvenu à développer des tests in vitro afin d’évaluer leur efficacité.

Palma a donc décidé de créer un laboratoire de pointe destiné à l’analyse des protéines, grâce à un projet en bioprospection financé par la FAPESP. Le résultat est surprenant car en quatre ans, son élève de doctorat Keity Souza Santos, également orientée par Fábio Castro, a découvert environ 200 composés chimiques dans le venin des abeilles outre les cinq protéines déjà connues. Cette découverte n’était qu’une première étape car il fallait maintenant que les chercheurs analysent son effet sur l’organisme. À ce stade des recherches, la collaboration avec l’équipe de l’Hôpital des Cliniques (HC) de l’USP, menée par l’immunologiste Jorge Kalil et par l’allergologiste Fábio Castro, a été fondamentale. En traitant des personnes victimes de piqûres d’abeilles ou de guêpes, les médecins ont répertorié environ 50 symptômes comme la douleur, les rougeurs, les tuméfactions, les démangeaisons, la vue qui s’assombrit, la perte de conscience, les jambes lourdes et la perte de mémoire. Le croisement de ces données et de la liste de peptides et des protéines du venin a permis d’évaluer l’action de chaque élément sur l’organisme humain.

Production
Palma, avec la collaboration de l’Institut Butantan qui produit 80 % des sérums et vaccins utilisés dans le pays, a injecté du venin d’abeille sur des chevaux pour ensuite extraire les anticorps produits par ces animaux. Il a ensuite vérifié si les anticorps des chevaux neutralisaient tous les éléments toxique du venin, et détecter ainsi les défenses qui manquaient. «D’après ce que nous savons, personne n’avait encore utilisé cette technique de recherche d’anticorps contre chaque protéine», déclare-t-il.

Avant sa formule finale, le vaccin a du passer au crible du pharmacien Marco Antonio Stephano, de la Faculté de Sciences Pharmaceutiques de l’USP, et spécialiste en contrôle de qualité. «Nous avons gardé le secret absolu pendant quatre ans de travail jusqu’au dépôt de brevet», déclare Palma. La formule étant prête, une équipe de l’Institut Butantan menée par Hisako Higashi est en train de produire des lots de vaccin qui seront testés à l’Hôpital Vital Brazil de l’Institut Butantan, centre national de référence pour le traitement des victimes d’animaux venimeux. La chercheuse pense que le vaccin sera utilisé dans des tests cliniques d’ici 6 mois environ.

Outre l’analyse de protéines, l’Unesp fournit une grande quantité de venin d’abeille destinée à la production du vaccin. L’université possède une ferme d’abeilles sous la responsabilité du biologiste Osmar Malaspina du Ceis. Pour prélever le venin d’abeille, il place une plaque de verre couverte d’une grille électrifiée à l’entrée des ruches. Quand les abeilles s’y posent, elles reçoivent une décharge électrique à laquelle elles réagissent en piquant la plaque de verre. Elles ne perdent pas leur dard et laissent une goutte de venin. Grâce à cette méthode automatisée, Malaspina récupère une quantité suffisante de venin pour produire le vaccin. Dès que le produit sera approuvé, il sera distribué sur tout le réseau public. Palma souligne qu’il s’agit d’un projet gouvernemental car il a été financé par des agences nationales de soutien à la recherche (FAPESP, CNPq, Finep), et réalisé par l’Institut Butantan, lié au Secrétariat de la Santé de São Paulo.

Le succès de cette première étape a donné l’élan nécessaire au chercheur de l’Unesp pour poursuivre ses recherches. Le vaccin qu’il a mis au point fonctionne contre les abeilles brésiliennes, mais il a déjà reçu des échantillons de venin d’abeille provenant d’autres endroits du monde pour vérifier si cette méthode fonctionne également contre d’autres sous-espèces d’Apis mellifera, présentes sur 75 % du globe. Si cela fonctionne, Palma pense que le Brésil pourrait devenir le premier producteur et exportateur mondial de vaccin contre les piqûres d’abeilles.

L’équipe n’oublie pas que les abeilles sont accusées à tort de piqûres qui en fait sont dues aux guêpes, qui ont un venin différent et non neutralisé par le vaccin contre les abeilles. Palma et Malaspina ont sélectionné 12 espèces de guêpes responsables d’une bonne partie des accidents. Le groupe de Rio Claro est déjà en train d’analyser les peptides et les protéines du venin de ces guêpes à la recherche d’un vaccin efficace contre les piqûres de ces espèces aussi nocives que celles des abeilles.

Allergie
Outre le fait d’être douloureuse et toxique, la piqûre d’une seule abeille peut provoquer une réaction allergique capable de tuer en quelques minutes, car le système immunitaire réagit au venin en produisant des anticorps appelés immunoglobuline E ou IgE. En luttant contre le venin, ces IgE provoquent des tuméfactions, des démangeaisons, et même chez certaines personnes un choc anaphylactique qui bloque leur respiration et provoque un évanouissement soudain. Le vaccin n’a aucun effet contre cette réaction.

Pour contrer le processus allergique, il faut identifier sa cause avec exactitude. Comme dans la plupart des cas il est impossible d’obtenir des observations scientifiques rigoureuses de la part des victimes, les dispensaires ont besoin de tests qui identifient les allergènes dans le sang des patients. Il y a déjà des tests qui détectent les allergènes de certaines guêpes nord-américaines et européennes, mais ici les espèces sont différentes. En outre, les 51 espèces de guêpes présentes sur le campus de Rio Claro représentent plus que l’ensemble de la biodiversité européenne et nord-américaine. Le Brésil compte 500 espèces, l’Europe 20 et les États-Unis 20.

L’équipe coordonnée par Palma a l’intention de mettre au point des tests sur les espèces qui provoquent le plus d’accidents au Brésil et de promouvoir une formation permettant d’identifier et de traiter les allergies dues au venin d’insecte. «Actuellement, la majorité des personnes compétentes dans ce domaine a été formée par nos soins», déclare l’immunologiste et allergologiste Fábio Castro, qui se dit prêt à former davantage de personnes hors du Brésil. Palma et Fábio Castro ont déjà commencé à élargir les frontières en créant le Groupe d’Études des Nouveaux Allergènes Régionaux (Genar). Il s’agit d’un réseau de chercheurs et de professionnels de la santé qui va analyser et traiter des allergies rares comme celles concernant les aliments régionaux, dont on sait encore peu de choses.

Le succès du projet démontre qu’une technique permettant d’analyser les peptides et les protéines, alliée à une connaissance de la nature, débouche sur des résultats surprenants. «Les toxines des animaux sont de véritables sources d’inspiration», déclare Palma qui analyse préalablement le comportement des insectes et des araignées ainsi que le rôle des substances chimiques dans la nature pour comprendre leur action et leur finalité.

Le Projet Bioprospection de la faune des arthropodes de l’état de São Paulo pour mettre au point de nouveaux produits pharmaceutiques et pesticides sélectifs Modalité Programme Biota Coordonnateur Mario Sergio Palma – Unesp Investissement R$ 1.646.290,60  (FAPESP)R$ 1.530.000  (CNPq et Finep)

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