Le vaccin intranasal représente une stratégie efficace de vaccination contre la COVID-19 à large spectre

Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur, les chercheurs ont évalué l’efficacité de dNS1-RBD, un nouveau vaccin intranasal contre la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19).

Arrière plan

Près de 38 vaccins COVID-19 actuellement utilisés sont administrés par injection intramusculaire. Ils confèrent une protection contre le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) principalement en déclenchant des anticorps neutralisants (nAbs) ciblant l’antigène viral spike (S).

La vaccination de masse a efficacement réduit l’infection symptomatique du SRAS-CoV-2, les hospitalisations et les décès. Cependant, le SRAS-CoV-2 affiche de manière unique une fuite anatomique dans les voies respiratoires supérieures (URT), où les titres de nAb sont 200 à 500 fois plus faibles que dans la circulation, ce qui rend impossible le blocage complet de l’infection par le SRAS-CoV-2 après le pic période de réponse immunitaire induite par le vaccin est terminée.

De plus, des variantes échappant à l’immunité émergent encore en permanence (par exemple, Omicron), et le SRAS-CoV-2 a plusieurs réservoirs d’hôtes animaux (par exemple, les chats, les visons, les cerfs). Tous ces facteurs rendent le SRAS-CoV-2 viable pour coexister avec les humains pendant de nombreuses années et constituent une menace permanente. Ainsi, il est nécessaire de développer en permanence des vaccins COVID-19 à large spectre qui fonctionnent via différents mécanismes immunitaires et voies d’administration.

En particulier, il existe un besoin accru de vaccins qui protègent localement l’URT pour répondre au SRAS-CoV-2 plus rapidement. Ainsi, plusieurs vaccins qui fonctionnent par inoculation respiratoire sont en cours de test dans des expérimentations animales précliniques. Par exemple, un vaccin COVID-19 intranasal trivalent à vecteur Ad développé par Zhou Xing et al. a montré des effets protecteurs à large spectre contre plusieurs variantes du SRAS-CoV-2. Avec une efficacité à large spectre démontrée dans les expériences précliniques, les vaccins des muqueuses respiratoires sont devenus un domaine de grand intérêt pour les chercheurs explorant de nouveaux candidats vaccins COVID-19.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont étudié la réponse immunitaire déclenchée par un vaccin par pulvérisation intranasale basé sur le vecteur grippal H1N1 supprimé de la protéine non structurelle 1 (NS1) portant le gène codant pour le domaine de liaison au récepteur (RBD) du SRAS-CoV-2 appelé dNS1 -RBD. Ce vaccin a démontré un bon profil d’innocuité dans les essais cliniques de phases I et II mais une faible réponse immunitaire périphérique. Il a empêché les changements pathologiques induits par le SRAS-CoV-2 sans déclencher d’importants anticorps neutralisants, ce qui est différent du mécanisme de protection des vaccins traditionnels.

Puisqu’un vaccin pourrait induire un mécanisme immunitaire protecteur via quatre voies, l’immunité innée, l’immunité entraînée, les réponses immunitaires cellulaires couvrant l’URT et le LRT et les anticorps ciblant le RBD, les chercheurs ont évalué l’efficacité du dNS1-RBD sous les quatre aspects. L’équipe a utilisé l’analyse de séquençage de l’acide ribonucléique (ARN-seq) pour explorer la réponse immunitaire innée déclenchée par dNS1-RBD.

Ils ont collecté 15 échantillons de tissu pulmonaire de souris pour une analyse ARN-seq. Le groupe d’étude comprenait 12 échantillons de souris vaccinées, prélevés 7, 14 et 28 jours après la vaccination (dpim). Les trois échantillons restants de souris non vaccinées ont servi de groupe témoin. L’équipe a récolté des cellules immunitaires pulmonaires et les a analysées à différents moments par cytométrie en flux (FC).

En outre, les chercheurs ont utilisé l’analyse en composantes principales (ACP) pour étudier les niveaux d’expression génique des gènes impliqués dans les voies immunitaires innées et les voies liées aux cytokines. Ils ont également tracé des cartes thermiques pour présenter les gènes exprimés de manière différentielle (DEG) dans le dNS1-RBD par rapport au groupe témoin.

Résultats de l’étude

La principale découverte de l’étude était que la vaccination dNS1-RBD aidait l’hôte à maintenir l’homéostasie tissulaire, ce qui offrait une protection pathologique contre le SRAS-CoV-2 en induisant une immunité entraînée avec des effets antiviraux et anti-inflammatoires à large spectre. De plus, le dNS1-RBD a activé les macrophages alvéolaires, les cellules dendritiques myéloïdes et les cellules tueuses naturelles (NK) et a remodelé l’ouverture de la chromatine de ces cellules.

Le gène régissant l’immunité anti-infectieuse de ces cellules étant resté ouvert pendant plusieurs mois, elles sont restées protégées contre le SARS-CoV-2. La vaccination dNS1-RBD a également inhibé efficacement le nombre de copies du SRAS-CoV-2 d’environ 155 fois, 84 fois et 10 fois les jours 1, 3 et 5, respectivement. En bref, le dNS1-RBD a remodelé le schéma de réponse immunitaire anti-SARS-CoV-2 en entraînant les cellules immunitaires et les cellules structurelles à atténuer l’inflammation et à conférer une protection.

Des études ont également démontré que l’immunisation intranasale avec des Bordetella coqueluche conféré une protection contre deux virus de la grippe A, soulignant davantage l’importance d’une immunité entraînée dans la protection non spécifique à une vitesse plus élevée. Un autre effet remarquable de la vaccination dNS1-RBD était qu’elle offrait une bonne protection dans les 24 heures. Puisqu’il utilisait un NS1 tronqué, il induisait une production de cytokines plus rapide et plus forte. Ces propriétés font du dNS1-RBD un excellent vaccin d’urgence qui pourrait être administré tôt lors d’une épidémie endémique pour réduire le fardeau du COVID-19 et arrêter la transmission du SRAS-CoV-2.

Mémoire résidant dans les tissus T (T_RM) fournissent une protection immunitaire durable et à large spectre. Ils sont essentiels pour contrôler les infections virales respiratoires et fournissent une immunité protectrice rapide et plus forte que les cellules T en circulation. Il est d’une grande importance dans le contexte d’une infection asymptomatique ou légère par le SRAS-CoV-2. Le vaccin dNS1-RBD a déclenché des réponses immunitaires cellulaires spécifiques au RBD dans le tissu lymphoïde associé au nez (NALT) et les poumons le cinquième jour après la vaccination, qui ont persisté pendant au moins six mois à la périphérie.

conclusion

L’étude actuelle a souligné que les vaccins intranasaux de type dNS1-RBD pourraient fonctionner comme un rappel dans les schémas de vaccination hétérologues contre la COVID-19. Bien que dNS1-RBD ait montré le potentiel limité de clairance virale, il a remodelé favorablement le microenvironnement immunitaire et entraîné les cellules immunitaires et structurelles à conférer une protection adéquate dans les voies respiratoires. De plus, il a aidé à maintenir l’équilibre immunitaire entre le bras de l’immunité innée et le tissu respiratoire pour atténuer les lésions tissulaires induites par le système immunitaire. Plus important encore, il a induit une immunité cellulaire locale à large spectre et une immunité entraînée dans les voies respiratoires, ce qui est bénéfique pour faire face aux variantes SARS-COV-2 nouvellement apparues.

*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.