Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de pré-impression, les chercheurs ont appliqué un vaccin thermostable à acide ribonucléique auto-amplificateur (sARNa) précédemment développé à la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19).
Contexte
Les vaccins à ARN messager (ARNm) ont été très efficaces contre les infections par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2). Cependant, des inconvénients tels qu’une logistique complexe de la chaîne du froid, une durabilité limitée et un accès limité entravent leur distribution à grande échelle.
Dans les vaccins à ARNm et à ARNsa, l’ARN est délivré par des transporteurs lipidiques nanostructurés (NLC), qui ont permis la lyophilisation pour une meilleure stabilité. Bien que ces vaccins aient montré des résultats prometteurs dans les essais précliniques, il y a eu des difficultés avec la fabrication de NLC et la stabilisation de la température ambiante. Ainsi, un vaccin avec une bonne fabricabilité, une thermostabilité à des températures non congelées, une durabilité et une puissance de réaction croisée est nécessaire pour atténuer le COVID-19.
Les auteurs de cette étude avaient développé un vaccin saRNA (D614G) contenant la séquence protéique SARS-CoV-2 Wuhan-D614G spike (S). Pour atténuer les problèmes logistiques, les auteurs se sont procuré le composant NLC le moins facilement disponible, le lipide DOTAP (1,2-dioléoyl-3-triméthylammonium-propane) auprès de plusieurs fournisseurs, qui ont tous démontré des propriétés et une stabilité NLC similaires, améliorant ainsi la fabricabilité du vaccin. Dans la présente étude, ils ont appliqué ce vaccin saRNA au COVID-19 et ont rapporté les résultats.
À propos de l’étude
Le vaccin D614G a d’abord été transfecté dans les cellules rénales embryonnaires humaines 293 (HEK-293) dans lesquelles il a montré une expression substantielle de la protéine SARS-CoV-2 S un jour après la transfection. L’immunogénicité a été évaluée par des injections intramusculaires de doses de vaccin primaire et de rappel à trois semaines d’intervalle.
Ensuite, les mutations diproline et QQAQ ont été insérées dans les vaccins D614G qui étaient alors appelés respectivement « D614G-2P » et « AAHI-SC2 ». Des échantillons de sérum obtenus après 21 jours ont été utilisés pour déterminer la liaison anti-S et les anticorps neutralisants par dosage immuno-enzymatique (ELISA) et dosage de neutralisation de pseudovirus, respectivement.
Tous les vaccins ont induit de puissants titres d’immunoglobuline (IgG) anti-S liant après les deux doses, avec une augmentation substantielle après le rappel du vaccin. Aucune différence significative dans les titres d’IgG anti-S n’a été détectée entre les trois vaccins.
Les trois vaccins ont majoritairement conservé leur capacité de neutralisation contre la souche Alpha. Cependant, les titres bêta spécifiques ont diminué de manière significative avec les vaccins D614G-2P et D614G. Cette diminution était la plus faible avec le vaccin AAHI-SC2. Cela a indiqué une induction améliorée de l’immunité de protection croisée par AAHI-SC2, qui a donc été sélectionné pour d’autres analyses.
Les souris ont été vaccinées avec des régimes d’amorçage et de rappel AAHI-SC2 à des doses de 1, 10 et 30 µg. Des sérums ont été obtenus pour mesurer les titres d’IgG de liaison et de neutralisation. De plus, des échantillons de moelle osseuse ont été prélevés pour évaluer les cellules sécrétant des IgG et des IgA à l’aide de tests ELISpot.
Des titres d’IgG anti-S puissants et dose-dépendants ont été observés, qui ont augmenté de manière significative (trois fois) après le rappel du vaccin. Des titres élevés ont été observés contre les souches Wuhan, Alpha, Beta et Delta, bien que moindres pour les souches Delta et Beta. De plus, un nombre élevé de cellules de moelle osseuse à longue durée de vie sécrétant des IgA et des IgG a été observé. Notamment, même une dose de 1 µg a induit des réponses sérologiques robustes. Ces résultats indiquent la puissance et la durabilité élevées du vaccin AAHI-SC2.
L’équipe a également évalué l’immunité cellulaire après la vaccination AAHI-SC2 à l’aide du test ELISpot des lymphocytes T, de la cytométrie en flux et de l’immunocoloration des cytokines. Dans ces évaluations, des expressions significativement élevées d’interféron gamma sécrété (IFNγ) auxiliaire T-1 (Th1) et d’interleukines sécrétées Th2 (IL-5, 17A) ont été observées, qui ont augmenté après la dose de rappel. Cela indique que AAHI-SC2 a induit une réponse immunitaire des lymphocytes T principalement basée sur Th1.
La stabilité à court et à long terme de l’AAHI-SC2 liquide a été évaluée après deux semaines et six mois de stockage, respectivement. Les vaccins ont été conservés à -20°C, -80°C, 2-8°C, 40°C et 25°C. L’excipient utilisé était 20 % p/v de saccharose et 5 mM de citrate de sodium. Pour évaluer la stabilité à long terme, la concentration de citrate de sodium et le pH du système ont été augmentés. Le vaccin a conservé son activité à toutes les températures de stockage sauf 40°C. La formulation d’excipient non modifiée a montré les meilleurs résultats.
L’immunogénicité AAHI-SC2 a été évaluée en injectant chaque vaccin stocké par voie intramusculaire à des souris et en évaluant les sérums de souris via ELISA deux semaines après la vaccination. Les vaccins étaient immunogènes s’ils pouvaient conserver l’ARN intact. Le vaccin congelé à -80°C et le vaccin stocké à 40°C ont été immunogènes pendant six et trois mois, respectivement.
Fait intéressant, le vaccin lyophilisé stocké à 25°C ou 4°C a continué à induire des titres robustes même après six mois de stockage. Aucune différence significative n’a été observée entre les titres à ces températures de stockage par rapport aux vaccins fraîchement préparés. Cela indique l’immunogénicité à long terme du vaccin AAHI-SC2 lyophilisé après stockage à température ambiante et réfrigérée.
Pour résumer, le vaccin AAHI-SC2, qui combinait la puissance et la nature auto-amplifiante de l’ARNa avec la stabilité améliorée et les caractéristiques immunostimulantes de la technologie NLC, présentait plusieurs caractéristiques d’un vaccin de « nouvelle génération » avec induction de puissants et immunité croisée sérologique durable à température ambiante.
*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.
