La pandémie de COVID-19 en cours met en lumière le développement de vaccins. Alors que de nombreux vaccins se précipitent au cours des essais cliniques, les médecins et les chercheurs continuent de travailler sur le développement de nouvelles technologies vaccinales pour générer les vaccins les plus efficaces avec le moins d'effets secondaires.
Une nouvelle étude de validation de principe menée par des chercheurs de l'Université de Chicago et de l'Université Duke démontre le potentiel d'une telle plate-forme, en utilisant des nanofibres peptidiques auto-assemblées étiquetées avec des antigènes pour préparer le système immunitaire contre une invasion potentielle.
Leurs recherches, publiées dans Progrès scientifiques le 7 août 2020, a montré que ces nanofibres peuvent induire une réponse immunitaire et activer les cellules T sans l'utilisation d'adjuvants supplémentaires, qui peuvent induire une inflammation et sont associées à des effets secondaires courants du vaccin, comme des douleurs au site d'injection ou une fièvre de faible intensité .
Nous voulions comprendre comment le corps a traité ce système de nanofibres, de sa première interaction avec le système immunitaire au point où il a conduit à une réponse immunitaire complète. Afin de visualiser l'absorption des nanofibres, nous avons décidé d'essayer la voie intranasale, car elle nous donnerait accès aux cellules dendritiques dans les poumons et nous permettrait de suivre leur mouvement dans les ganglions lymphatiques drainants. «
Anita Chong, PhD, co-auteur principal, professeur de chirurgie à l'Université de Chicago Medicine
En recouvrant les surfaces des poumons et des intestins, les cellules dendritiques agissent comme un premier point de contact pour le système immunitaire inné. Ces cellules se lient et engloutissent les antigènes trouvés à la surface des agents pathogènes envahisseurs, puis se retournent et présentent les antigènes sur leur propre surface cellulaire à d'autres cellules du système immunitaire, y compris les cellules T et B. Cela permet aux cellules T d'initier une réponse immunitaire et de se préparer à défendre le corps contre les bactéries, champignons ou virus envahissants.
Dans l'étude, les chercheurs ont exploité leur plateforme de nanofibres pour tester un type spécifique de vaccin, appelé vaccin sous-unitaire, qui n'utilise qu'une protéine spécifique destinée à agir comme antigène principal pour stimuler une réponse immunitaire. Cela contraste avec d'autres types de vaccins, tels que les vaccins vivants atténués ou les vaccins inactivés, qui défient le système immunitaire en introduisant le virus entier, sous une forme moins virulente ou inactive.
Chaque type de vaccin a ses avantages et ses inconvénients; les vaccins vivants atténués peuvent offrir la plus grande protection, mais comme ils contiennent l'agent pathogène réel, ils ne peuvent souvent pas être utilisés pour les patients dont le système immunitaire est affaibli.
« Le principal avantage des vaccins sous-unitaires est la sécurité car ils n'impliquent pas la réplication de pathogènes vivants », a déclaré le premier auteur Youhui Si, PhD, chercheur à UChicago. « D'autre part, pour augmenter leur efficacité, les vaccins sous-unitaires nécessitent des adjuvants et des doses répétées pour induire une immunité durable contre une maladie. »
Les adjuvants ont le gros inconvénient de provoquer une inflammation. « Cela rend difficile de trouver l'équilibre entre obtenir une réponse immunitaire suffisamment forte et rendre le vaccin aussi sûr et sans effets secondaires que possible », a déclaré le co-auteur principal Joel Collier, PhD, professeur agrégé de génie biomédical à l'Université Duke. .
« La fibre que nous avons développée est unique en ce qu'elle ne nécessite pas cette inflammation », a-t-il poursuivi. « L'échafaudage lui-même semble être capable d'activer les cellules dendritiques pour déclencher la réponse immunitaire. Mais avant maintenant, nous n'avions aucune compréhension réelle des voies impliquées dans ce processus, donc cette étude donne un aperçu de ce qui se passe. sur. »
Les chercheurs affirment que ne pas avoir besoin d'adjuvants présente de nombreux avantages. « Mis à part les problèmes d'inflammation, les adjuvants nécessitent que les vaccins soient conservés dans une chambre froide », a déclaré Chong. «Sans eux, les peptides sont assez stables à la chaleur et peuvent être livrés sous forme de poudre sèche à reconstituer sur place en nanofibres, ce qui facilite l’acheminement des vaccins dans les zones à ressources limitées.
Les chercheurs pensent que la principale force de leur échafaudage en nanofibres est qu'il fournit une structure physique qui présente les antigènes aux cellules dendritiques, ce qui permet au système immunitaire inné de reconnaître plus facilement les antigènes et de commencer une réponse.
« Je pense qu'il n'y a pas eu suffisamment d'attention pour comprendre l'échafaudage physique entourant les antigènes, et les informations que l'échafaudage fournit au système immunitaire », a déclaré Chong. « Ce système nous permettra de commencer à séparer les signaux délivrés par une structure physique; sont-ils complémentaires ou distincts des adjuvants chimiques solubles? »
Alors que l'étude visait principalement à découvrir le mécanisme par lequel les nanofibres peuvent induire une réponse immunitaire, les résultats démontrent également que cette plate-forme a un grand potentiel pour générer des vaccins intranasaux sûrs et efficaces.
« Nous avons vu que les fibres peptidiques seules ont généré une forte réponse immunitaire via la voie intranasale », a déclaré Collier. «Cette voie est idéale pour l'observance du vaccin, car elle n'implique pas d'aiguille. Certaines personnes ont du mal avec les aiguilles – y compris moi-même! Elles peuvent induire une réponse vasovagale, faisant perdre connaissance aux gens, et c'est difficile à contrôler. Éliminer les aiguilles d'une plate-forme de vaccination pourraient aider à résoudre ce problème et pourraient signifier que davantage de personnes chercheront le vaccin. «
Cette plate-forme permettrait également aux médecins et aux scientifiques de composer plus précisément la réponse immunitaire pour fournir la meilleure protection contre une maladie. Ils ont donné l'exemple du SRAS-CoV-2, le nouveau coronavirus qui cause le COVID-19, comme exemple où il pourrait être bénéfique de pouvoir affiner la réponse immunitaire et d'administrer le vaccin directement aux tissus les plus touchés.
« Nous ne savons pas encore quels antigènes seront les plus protecteurs contre le COVID-19 », a déclaré Collier. «Cela nous permettrait de cibler et de produire très précisément des anticorps et des cellules T qui fourniront le plus de protection.
Les chercheurs ont déclaré que la plate-forme intranasale et la plate-forme sublinguale similaire, qui consiste à pulvériser le vaccin sous la langue, ont beaucoup de potentiel. «Non seulement ces voies sont sans aiguille, ce qui rend l'accès plus facile et plus confortable pour les gens, mais elles peuvent également déclencher une réponse immunitaire dans les poumons ou les tissus muqueux directement», a déclaré Chong. « De nombreuses infections se produisent par les voies orale et respiratoire, y compris le COVID-19, donc être capable de déclencher cette réponse immunitaire dans la bonne zone du corps est très utile et pourrait rendre un vaccin plus protecteur. »
La source:
Centre médical de l'Université de Chicago
