Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de pré-impression, les chercheurs ont développé de nouvelles formulations de vaccins à base de nanoparticules lipidiques (LNP) à base d’acide ribonucléique messager (ARNm) contre trois coronavirus pathogènes (CoV), dont le SRAS, le syndrome respiratoire du Moyen-Orient-CoV (MERS-CoV) et les maladies aiguës graves coronavirus du syndrome respiratoire 2 (SRAS-CoV-2).
Il est crucial de développer des vaccins pan-CoV pour prévenir la réémergence d’agents pathogènes préexistants et se préparer à de futures épidémies de CoV. Des études antérieures ont démontré la faisabilité initiale de constructions de vaccins à ARNm chimériques contre d’autres familles de virus, telles que la grippe, le virus de l’herpès simplex et le cytomégalovirus. Cependant, les candidats vaccins chimériques perdent généralement des régions antigéniques critiques pour l’une ou l’autre des espèces virales qu’ils ciblent.
Par conséquent, il est important de tester le multiplexage des vaccins à ARNm chimériques pour les espèces de CoV et d’examiner leur immunogénicité. Plus important encore, il est essentiel de déterminer un calendrier de vaccination optimal pour un vaccin multiplexé. En d’autres termes, il est important de comprendre si l’administration simultanée de tous les vaccins ou l’espacement des différentes injections de vaccins à ARNm donneraient de meilleurs résultats.
Sommaire
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont systématiquement examiné les réponses immunitaires des vaccins LNP-ARNm spécifiques à l’espèce en combinaison (ou mélange) et séquence dans des modèles animaux. Les vaccins ont codé des pointes pleine longueur (S) de la variante delta du SRAS-CoV-2, du SRAS et du MERS.
L’équipe a préparé et encapsulé un mélange de masse égale d’ARNm S de Delta, SRAS et MERS dans des LNP pour concevoir le triplex-CoV, avec un rayon moyen de 71 ± 3,6 137 nm et un indice de polydispersité de 0,157. Le triplex-CoV a généré des protéines fonctionnelles dans les cellules de mammifères. Il a également lié avec succès l’enzyme de conversion de l’angiotensine humaine 2 (hACE2) pour le SRAS-CoV-2 et la dipeptidyl peptidase humaine 4 (hDPP4) pour le MERS. Parallèlement, ils ont testé une formulation de vaccin Delta singulet LNP-ARNm.
Les chercheurs ont utilisé la diffusion dynamique de la lumière et le microscope électronique à transmission pour évaluer la taille et l’homogénéité des TNL assemblés. L’équipe a vacciné par voie intramusculaire des souris C57BL avec des doses primaires et de rappel d’un µg de vaccin à ARNm Delta LNP et d’un ou trois µg de triplex-CoV à trois semaines d’intervalle. Deux semaines après le rappel, ils ont collecté les cellules mononucléaires du sang périphérique (PBMC) et le plasma des animaux de test pour évaluer la réponse des anticorps contre les antigènes S présents dans ces formulations vaccinales.
De plus, les chercheurs ont effectué un séquençage d’ARN unicellulaire (scRNA-seq) pour étudier les répertoires immunitaires systémiques des animaux vaccinés. Les chercheurs ont visualisé l’approximation et la projection multiples uniformes (UMAP) pour 12 animaux de test dans quatre groupes vaccinés. Les animaux du groupe témoin ont reçu une solution saline tamponnée au phosphate et les animaux de test ont reçu des doses d’un µg de vaccin Delta LNP-ARNm et une et trois doses de µg du vaccin triplex-CoV.
En outre, ils ont séquencé les transcriptomes de 91 526 cellules individuelles pour identifier des populations cellulaires immunologiques distinctes chez les animaux vaccinés. Plus précisément, l’équipe a quantifié les fractions de chaque type de cellule immunitaire dans tous les groupes de vaccination.
Enfin, les chercheurs ont effectué une analyse du gène d’expression différentielle (DEG) pour examiner les changements transcriptomiques dans les sous-populations de cellules immunitaires appariées après la vaccination, en particulier toutes les cellules B activées identifiées, un groupe de différenciation (CD4) et les sous-ensembles de cellules T CD8.
Résultats de l’étude
Le vaccin triplex LNP-ARNm a induit une augmentation significative du niveau de populations de lymphocytes B activés à des doses faibles et élevées, ce qui induit une immunité adaptative contre le SRAS-CoV-2. En fait, les cellules B activées, les cellules B mémoire non commutées et les cellules tueuses naturelles (NK) ont montré des différences significatives entre les groupes au niveau de la population cellulaire brute. Une série d’analyses de l’ensemble de gènes et des voies a révélé plusieurs voies altérées liées aux lymphocytes B, aux lymphocytes T CD4 et aux lymphocytes T CD8 dans trois groupes vaccinés.
En effet, les voies d’activation des cellules B fortes induites par la vaccination triplex dans les cellules B et la différenciation des cellules immunitaires et les ensembles de gènes d’activité métabolique dans les cellules T dans les trois groupes de vaccination. Ces données ont indiqué de larges changements dans les signatures d’expression génique au niveau de la voie et du cluster dans les transcriptomes des cellules B et T des animaux recevant une vaccination multiplexée.
La vaccination séquentielle a séparé les vaccinations du SARS-CoV-2 Delta, du MERS-CoV et du SRAS de trois semaines. Cependant, la posologie du vaccin est restée la même, c’est-à-dire un premier μg de LNP-ARNm et un rappel de μg de LNP-ARNm.
Par rapport au groupe de vaccination mixte, les animaux du groupe de vaccination séquentielle ont montré des réponses anticorps significativement plus élevées pour tous les antigènes du SARS-CoV-2 Delta, du MERS-CoV et du SRAS. Ils ont également montré des activités de neutralisation sensiblement plus élevées sur les trois agents pathogènes viraux. Ces données ont clairement montré la supériorité de la vaccination séquentielle pour provoquer des réponses d’anticorps plus puissantes que la vaccination avec un mélange simultanément.
conclusion
Les CoV pathogènes continueront d’infecter les humains à l’avenir. De plus, malheureusement, l’immunité induite par les vaccins contre la maladie à coronavirus 2019 actuellement utilisés diminue rapidement. Par conséquent, la vaccination multiplexée contre deux espèces ou plus est essentielle à l’avenir.
La présente étude a démontré une comparaison directe entre les calendriers de vaccination simultanée et séquentielle des formulations de vaccins LNP-ARNm et a montré qu’elle fournissait une large immunité protectrice contre les trois CoV hautement pathogènes. Les résultats ont également offert des informations précieuses sur l’optimisation du calendrier de vaccination. Les vaccins pan-CoV de nouvelle génération devraient rechercher le juste équilibre entre l’étendue et la profondeur de la protection immunitaire induite.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
