Une étude récente publiée dans la revue Tendances en médecine moléculaire passé en revue les efforts actuels de développement de vaccins nasaux, de systèmes d’administration et d’applications cliniques pour la prévention des maladies respiratoires.
Revue : Les vaccins nasaux : des solutions pour les maladies infectieuses respiratoires. Crédit d’image : Josep Suria/Shutterstock
Sommaire
Introduction
Les surfaces muqueuses sont exposées aux environnements externes et servent de sites d’entrée primaires pour les antigènes étrangers. Ainsi, ils ont un système immunitaire unique qui est régulé de manière indépendante, qui agit comme la première barrière contre les substances étrangères. Les vaccins muqueux tirent parti de ce système unique et ont été sous les projecteurs en raison de la pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19).
Bien que les vaccins à ARNm administrés par voie intramusculaire (IM) aient été efficaces, ils ne parviennent pas à susciter efficacement l’immunité muqueuse. En revanche, les vaccins muqueux induisent des réponses systémiques au même niveau que les vaccins administrés par IM et déclenchent des réponses au niveau des surfaces muqueuses. En conséquence, la vaccination muqueuse peut protéger contre les infections et les maladies graves. De plus, les réponses immunitaires muqueuses sont généralement induites au niveau des sites de délivrance/administration de l’antigène.
Plusieurs sites d’administration ont été envisagés pour les vaccins muqueux, tels que les muqueuses orale, vaginale, rectale et nasale. L’administration nasale provoque des réponses efficaces dans les voies génitales et respiratoires par la voie de liaison des lymphocytes. Par conséquent, il est suggéré comme un moyen efficace et logique de prévenir les infections respiratoires et sexuellement transmissibles, y compris le COVID-19.
Réponses immunitaires muqueuses
Le tissu lymphoïde associé au nasopharynx (NALT) est un site principal d’induction immunitaire pour les vaccins et les agents pathogènes envahissants. Le NALT contient des cellules B, T et des cellules présentatrices d’antigène (APC) et est recouvert d’une couche de cellules micropliées, des cellules spécialisées dans l’absorption d’antigène. Les APC phagocytent les antigènes absorbés, les traitent et les présentent aux lymphocytes T naïfs.
Les lymphocytes T stimulés produisent de l’interleukine (IL)-5 et du facteur de croissance transformant (TGF)-β pour l’activation des cellules B. Ensuite, les cellules B se différencient en immunoglobulines (Ig) A-positives (IgA+) Cellules B. Les T et IgA spécifiques de l’antigène+ Les lymphocytes B traversent les sites effecteurs, où les IgA+ Les lymphocytes B se différencient en plasmocytes producteurs d’IgA.
L’IgA polymère ou dimère produite par les plasmocytes se lie au récepteur d’Ig polymère sur les cellules épithéliales et est transportée sous forme d’IgA sécrétoire (sIgA) dans la lumière de la cavité nasale. sIgA est essentiel dans l’immunité muqueuse pour capturer les agents pathogènes des voies respiratoires supérieures et empêcher l’adhérence aux surfaces muqueuses.
Une caractéristique essentielle des réponses immunitaires acquises est l’induction de la mémoire immunologique pour une immunité à long terme contre l’infection. Les cellules mémoire résidant dans les tissus restent dans les tissus muqueux non lymphoïdes sans entrer dans la circulation pendant de longues périodes. Ces cellules sont activées lors de la réexposition aux antigènes et induisent rapidement des fonctions effectrices.
Systèmes d’administration de vaccins par voie nasale
Les tissus muqueux ont des mécanismes pour exclure les particules étrangères, ce qui peut empêcher la délivrance efficace des antigènes vaccinaux. Par conséquent, un véhicule de livraison capable de contourner cet obstacle est nécessaire. À cette fin, des systèmes de livraison non réplicatifs et réplicatifs ont été développés. Les systèmes de réplication impliquent des vecteurs viraux recombinants qui se multiplient chez l’hôte et délivrent des antigènes vaccinaux en continu.
Outre les virus, des systèmes de délivrance à base de bactéries ont été étudiés. Spécifiquement, Lactobacille, un organisme relativement sûr, est un candidat de premier plan pour l’administration de vaccins en raison de sa capacité à administrer des antigènes vaccinaux directement dans la muqueuse nasale. Bien qu’efficaces pour induire des réponses humorales et cellulaires, les problèmes de sécurité liés à la réplication des systèmes d’administration, tels que les effets toxiques des vecteurs et le retour à la virulence, doivent être résolus avant que ces systèmes puissent progresser dans l’utilisation clinique.
Des systèmes d’administration non réplicatifs, tels que des vecteurs viraux non réplicatifs, des polymères, des nanomatériaux et des liposomes, ont été développés pour surmonter les problèmes de sécurité associés à la réplication des conceptions. Les vecteurs adénoviraux sont prometteurs car ils ne nécessitent pas de co-administration d’adjuvant. Les nanomatériaux ont été largement étudiés en tant que véhicules d’administration de vaccins en raison de leur affinité biologique et de leurs avantages en matière de sécurité.
Vaccins nasaux COVID-19
Onze candidats vaccins nasaux sont testés dans des essais cliniques, selon le traqueur de vaccins COVID-19 de l’Organisation mondiale de la santé. Le vaccin à transmission vectorielle du virus de la grippe capable de se répliquer, basé sur le domaine de liaison au récepteur de la protéine de pointe, fait l’objet d’un essai de phase 3. Les vaccins à transmission vectorielle non réplicatifs à divers stades d’essais cliniques comprennent CVXGA1-001, BBV154 et Covishield.
COVI-VAC, un vaccin vivant atténué en cours d’évaluation de phase 3, a amélioré l’innocuité grâce à la suppression du site de clivage de la furine et au recodage des segments de pointe. Le vaccin MV-014-212, basé sur la protéine de pointe, utilise un vecteur vivant du virus respiratoire syncytial (VRS) et est évalué dans un essai de phase 1 pour la sécurité et l’immunogénicité. Outre les vaccins à base de vecteurs et de virus vivants atténués, trois vaccins nasaux à base de sous-unités de protéines recombinantes, CIGB-669, Razi Cov Pars et ACM-001, sont en cours de développement.
Préoccupations concernant les applications cliniques des vaccins nasaux
FluMist Quadrivalent est le seul vaccin nasal contre la grippe approuvé par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis. Même si un vaccin atténué adapté au froid pouvait être développé en diminuant la virulence, il ne sera pas approuvé pour une utilisation chez les personnes âgées et les nourrissons, car l’administration nasale de vaccins vivants peut entraîner une respiration sifflante médicalement significative.
Une autre préoccupation critique est le retour à l’état réplicatif des vaccins utilisant l’agent pathogène entier. En tant que tels, les vaccins à base de sous-unités de protéines recombinantes semblent plus sûrs que les vaccins vivants. Néanmoins, les antigènes recombinants nécessitent des systèmes de délivrance et ont tendance à induire des réponses faibles, justifiant la co-administration d’adjuvants comme immunostimulants. Par exemple, un vaccin antigrippal nasal inactivé a été utilisé en Suisse dans le passé mais a été interrompu en raison de plusieurs cas de paralysie du nerf facial.
De plus, un autre vaccin antigrippal nasal inactivé (Pandemrix) a augmenté le risque de narcolepsie. Les substances administrées par voie nasale peuvent pénétrer dans le cerveau via l’épithélium et les bulbes olfactifs, affectant potentiellement les fonctions neurales. En raison de la proximité de la cavité nasale avec le système nerveux central (SNC), les candidats vaccins nasaux doivent être testés avant l’application clinique pour s’assurer que les composants du vaccin n’affectent pas le SNC.
Remarques finales
Les vaccins nasaux peuvent déclencher des réponses immunitaires systémiques et muqueuses spécifiques à l’antigène et sont considérés comme des alternatives viables aux vaccins IM, compte tenu de leur efficacité et de leur facilité d’administration. Cependant, seuls quelques vaccins administrés par voie nasale sont actuellement utilisés. Un effort mondial concerté pour développer des vaccins nasaux sûrs et efficaces est nécessaire pour lutter contre la pandémie de COVID-19 et la menace de pandémies à l’avenir.
