Dans une étude récente publiée dans la revue Avancées scientifiques, un groupe de chercheurs a étudié l’immunogénicité et l’efficacité protectrice des vaccins à nanoparticules d’acide ribonucléique-lipide messager administrés par voie intranasale (ARNm-LNP) contre le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) chez les hamsters dorés syriens. Ils ont évalué l’induction d’anticorps spécifiques, la réduction de la charge virale, la pathologie pulmonaire et la prévention de la perte de poids après l’infection.
Étude : La vaccination intranasale à ARNm-LNP protège les hamsters de l’infection par le SRAS-CoV-2. Crédit d’image : TopMicrobialStock/Shutterstock
Sommaire
Arrière-plan
Les agents pathogènes respiratoires, mis en évidence par la pandémie de COVID-19, continuent de constituer une grave menace pour la santé mondiale, nécessitant des stratégies de vaccination innovantes. Les vaccins intranasaux à ARNm-LNP, qui apparaissent comme des acteurs essentiels dans ce domaine, illustrent des approches prometteuses en raison de leur capacité à induire des réponses immunitaires systémiques et muqueuses et de leur caractère peu invasif, augmentant potentiellement les taux de vaccination et l’observance. Cette urgence est intensifiée par l’émergence incessante de nouveaux variants du SRAS-CoV-2. Des recherches plus approfondies sont impératives pour affiner ces méthodologies de vaccination, garantissant une immunité muqueuse robuste pour contrecarrer efficacement les infections respiratoires et faciliter une acceptation et un déploiement généralisés.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, des hamsters dorés syriens femelles ont été vaccinées par voie intranasale avec un vaccin contre le SRAS-CoV-2, avec des doses administrées à trois semaines d’intervalle. Les groupes témoins ont reçu des vaccins intramusculaires ou des vaccinations simulées. Après l’administration du vaccin, les hamsters ont été infectés par le SRAS-CoV-2 pour contrôler l’efficacité des vaccins, et leur état de santé a été continuellement évalué. Un ARNm à séquence optimisée codant pour la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 a été synthétisé et purifié in vitro, puis encapsulé dans le LNP pour la vaccination. Des évaluations de l’immunogénicité ont également été réalisées à des moments précis à l’aide d’un test immuno-enzymatique spécifique (ELISA).
En plus de l’ELISA, des tests de neutralisation du SRAS-CoV-2, une analyse de la charge virale par test sur plaque et une réaction en chaîne par polymérase par transcription inverse quantitative (qRT-PCR) ont été utilisés pour déterminer l’efficacité du vaccin et la présence du virus après l’infection. Suivant les protocoles standards, des analyses histopathologiques et immunohistochimiques ont été effectuées sur des échantillons de poumons pour évaluer les dommages microscopiques et la présence de protéines spécifiques. Enfin, une modélisation statistique et des tests d’hypothèses, notamment des modèles mixtes linéaires bayésiens et le test non paramétrique de Kruskal-Wallis, ont été utilisés pour analyser les données obtenues, identifier les résultats significatifs et valider les résultats.
Résultats de l’étude
La présente étude a évalué le potentiel immunogène des ARNm-LNP modifiés par la N1-méthyl-pseudouridine administrés par voie intranasale, conduisant au développement de deux vaccins contre le SRAS-CoV-2 : ARNm-LNP1 et ARNm-LNP2. Ceux-ci codaient pour une protéine de pointe stabilisée par préfusion, testée sur des hamsters dorés syriens. L’ARNm-LNP1 avait une composition similaire à l’ARNm-1273, avec des lipides ionisables distincts, tandis que l’ARNm-LNP2, optimisé pour l’administration respiratoire, incorporait un lipide cationique. Les hamsters ont reçu deux doses de vaccin ou une simulation, par voie intranasale, avec des évaluations d’immunogénicité effectuées après la vaccination à l’aide de tests comme ELISA.
Les résultats observés ont montré que trois semaines après la première dose, les deux vaccins intranasaux provoquaient des titres de liaison aux immunoglobulines G (IgG) élevés, comparables aux contrôles intramusculaires. L’ARNm-LNP2 a montré des titres généralement plus élevés que l’ARNm-LNP1 aux niveaux de dose correspondants après la deuxième dose. La dose de 25 µg d’ARNm-LNP2 a également induit des titres d’anticorps se liant à l’immunoglobuline A (IgA) sérique S-spécifique, significativement plus élevés ou comparables à ceux des contrôles intramusculaires. Notamment, les titres d’anticorps neutralisants contre la variante émergente omicron du SRAS-CoV-2 étaient significativement plus élevés chez les hamsters vaccinés avec l’ARNm-LNP2, soulignant son efficacité potentielle contre les souches variantes.
De plus, trois semaines après la deuxième dose, l’efficacité des vaccins a été testée contre une provocation du SRAS-CoV-2, démontrant des charges virales plus faibles dans les poumons et les cornets nasaux des hamsters vaccinés par rapport aux homologues simulés. L’ARNm-LNP2, en particulier, a illustré des charges virales significativement réduites par rapport à l’ARNm-LNP1, en particulier à la dose de 25 µg, sans virus détectable chez quatre hamsters sur cinq. 14 jours après la provocation, la clairance virale a été observée dans tous les groupes, indiquant un contrôle efficace de la réplication virale.
Des investigations plus approfondies sur les tissus des hamsters ont révélé que, même si une inflammation interstitielle était présente chez tous les hamsters 14 jours après l’infection, tous les groupes vaccinés présentaient une inflammation pulmonaire plus faible, quel que soit le groupe vacciné ou le niveau de dose, par rapport à la vaccination simulée. Les études d’immunohistochimie ont montré un pourcentage plus faible de cellules positives pour la protéine nucléocapside du SRAS-CoV-2 dans les groupes vaccinés, ce qui suggère une présence et une réplication virales réduites. Plus précisément, l’ARNm-LNP2 à 25 µg a montré la moindre présence de la protéine nucléocapside, indiquant une efficacité supérieure pour réduire la présence virale dans les tissus pulmonaires.
De plus, une analyse d’échantillons de tissus pulmonaires a révélé une diminution de l’infiltration et de l’activation des macrophages chez les hamsters ARNm-LNP1 et vaccinés par voie intramusculaire, indiquant une réduction des réponses inflammatoires par rapport à la vaccination simulée. Notamment, des pourcentages accrus de cellules B du groupe de différenciation 20 (CD20)+ ont été détectés dans le tissu pulmonaire de l’ARNm-LNP2 et des hamsters vaccinés par voie intramusculaire, indiquant potentiellement une réponse immunitaire localisée robuste.
Conclusions
Pour résumer, la recherche sur les vaccins intranasaux vise à stimuler l’immunité locale dans les sites respiratoires, offrant ainsi une première barrière protectrice contre les infections virales comme le SRAS-CoV-2. Cette méthodologie a le potentiel de réduire à la fois l’infection et la transmission du virus ; cependant, le développement de vaccins intranasaux est un défi en raison des mécanismes de défense des voies respiratoires contre les agents pathogènes. Cette recherche a utilisé des vaccins à ARNm-LNP, administrés par voie intranasale à des hamsters, pour explorer leur efficacité contre le SRAS-CoV-2, montrant des résultats prometteurs dans la réduction des niveaux d’infection et de la gravité de la maladie. Cependant, la transposition aux applications humaines nécessite de surmonter des défis physiologiques et techniques, ce qui justifie des études plus approfondies et des optimisations pour les formulations de vaccins intranasaux.
