De nouveaux nanoporteurs polymères hybrides permettent une administration efficace du vaccin dans les poumons et l’activation ciblée des cellules immunitaires.
Une équipe de recherche de LMU dirigée par le professeur Olivia M. Merkel, présidente de l'administration de médicaments à LMU, a développé un nouveau système d'administration pour les vaccins à ARNm inhalables. Publié dans la revue Biomatériaux cellulairesl'étude présente une nouvelle combinaison de poly(acide lactique-co-glycolique) (PLGA) et de poly(β-amino esters) (PBAE) conçue pour surmonter les principales barrières biologiques dans les poumons.
Une vaccination muqueuse efficace par inhalation nécessite des systèmes porteurs capables de pénétrer dans le mucus des voies respiratoires tout en protégeant les molécules d'ARN fragiles qu'elles transportent.
Professeur Olivia M. Merkel, présidente de l'administration de médicaments à LMU
Une fois la barrière pulmonaire franchie, les nanoporteurs doivent s’échapper des minuscules vésicules (endosomes) qui les transportent et introduire (transfecter) efficacement l’ARNm dans les cellules immunitaires, qui présentent alors les antigènes correspondants à leur surface.
Système de transport stable et efficace
L’équipe LMU a conçu un système qui atteint ces objectifs grâce à un mécanisme coordonné spatio-temporel. Les chercheurs ont démontré que leurs nanoparticules hybrides transfectent efficacement les cellules ciblées du système immunitaire, une condition essentielle pour une activation immunitaire robuste, et soutiennent à la fois la présentation des antigènes et la maturation des cellules immunitaires. De plus, les particules ont traversé avec succès la barrière du mucus et ont permis l’expression de l’ARNm dans des tranches de poumon humain découpées avec précision ex vivo, un modèle de poumon humain très pertinent.
« Un avantage majeur du nouveau système est sa robustesse lors de l'aérosolisation », explique Merkel. Après nébulisation à mailles vibrantes, les nanoporteurs PLGA/PBAE ont conservé une efficacité de transfection supérieure à celle des nanoparticules lipidiques cliniquement approuvées, soulignant leur aptitude aux applications de vaccins inhalés. « Nos résultats montrent que la conception de polymères basée sur les données peut résoudre simultanément plusieurs obstacles à l'administration. Cette plate-forme hybride offre une alternative prometteuse aux nanoparticules lipidiques pour les vaccins pulmonaires à ARNm de nouvelle génération. »
L'étude a été soutenue par la Fondation bavaroise pour la recherche et le Conseil européen de la recherche (ERC). Selon les auteurs, cela apporte une contribution importante au développement de vaccins muqueux sûrs, efficaces et respectueux des patients.
