La prochaine révolution vaccinale
Les vaccins à ARNm ont transformé la médecine des maladies infectieuses pendant la pandémie de COVID-19, démontrant que la technologie pouvait être développée, fabriquée et déployée à une vitesse sans précédent. Mais les vaccins à ARNm ont de véritables limitations – ils nécessitent une logistique de chaîne froide qui complique la distribution dans les régions aux ressources limitées, leurs réponses immunitaires peuvent s'affaiblir relativement rapidement, et leur fabrication implique une complexité qui limite la capacité de production.
Les chercheurs pensent que le prochain bond pourrait provenir d'une direction surprenante : l'origami ADN. Les scientifiques testent désormais une plateforme appelée DoriVac qui utilise des nanostructures ADN repliées – des formes géométriques assemblées à partir de brins d'ADN avec une précision quasi atomique – pour délivrer des antigènes au système immunitaire d'une manière qui produit des réponses plus fortes et plus durables que les approches conventionnelles.
Comment l'origami ADN fonctionne dans les vaccins
L'origami ADN est une technique dans laquelle l'ADN monocaténaire est replié en formes bidimensionnelles et tridimensionnelles précises à l'aide de courts brins d'ADN complémentaires comme agrafes. Les nanostructures résultantes peuvent être conçues pour presque n'importe quelle géométrie et peuvent être fonctionnalisées avec des protéines, de petites molécules ou d'autres charges biologiques à des emplacements spécifiques et programmables.
Dans la plateforme DoriVac, ces nanostructures sont chargées de protéines antigéniques disposées selon des motifs qui imitent la manière dont les antigènes apparaissent à la surface de vrais virus. Cette disposition spatiale est critique. Les cellules B du système immunitaire réagissent plus vigoureusement aux antigènes présentés dans des réseaux réguliers et ordonnés – similaires aux protéines de surface d'un vrai pathogène – qu'aux antigènes présentés en solution.
Résultats précoces
Dans les premières études menées sur des souris et des modèles de cellules immunitaires humaines, DoriVac a produit à la fois des réponses d'anticorps fortes et des réponses aux cellules T robustes. La réponse des cellules T est particulièrement remarquable : les vaccins à ARNm excellent dans la génération de réponses en anticorps mais ont un succès variable dans la production d'immunité aux cellules T, qui est particulièrement importante pour éliminer les infections établies et fournir une protection de longue durée.
Les chercheurs ont rapporté que la présentation structurée des antigènes de DoriVac activait plus efficacement les cellules dendritiques – les cellules professionnelles de présentation des antigènes du système immunitaire – par rapport aux antigènes délivrés sous forme soluble. L'activation des cellules dendritiques est un goulot d'étranglement clé dans la génération de réponses fortes des cellules T.
Avantages de fabrication
Au-delà de la performance immunologique, la plateforme DoriVac peut offrir des avantages de fabrication significatifs par rapport aux vaccins à ARNm. L'ADN est chimiquement plus stable que l'ARN, réduisant les exigences de chaîne froide et prolongeant la durée de conservation dans les conditions ambiantes. La synthèse de nanostructures ADN peut être effectuée à l'aide d'une infrastructure de synthèse ADN existante et ne nécessite pas la formulation spécialisée de nanoparticules lipidiques sur laquelle les vaccins à ARNm dépendent.
Les chercheurs notent également que la conception modulaire des nanostructures d'origami ADN rend la plateforme intrinsèquement adaptable. Changer la cible antigénique nécessite de modifier la charge utile attachée plutôt que de repenser le système de livraison sous-jacent – une caractéristique qui pourrait permettre une réponse rapide aux menaces émergentes de maladies infectieuses.
Chemin vers les essais cliniques
La plateforme DoriVac reste au stade préclinique, avec des questions importantes subsistant sur son comportement chez les sujets humains et son évolutivité pour la production au niveau pandémique. Les chercheurs ciblent les maladies où les limitations de la technologie vaccinale existante sont les plus aigues – VIH, Ebola et variantes de COVID-19 – comme priorités initiales de développement clinique.
Le développement de vaccins contre le VIH a mis au défi le domaine pendant quatre décennies, la difficulté de générer des anticorps largement neutralisants contre les protéines de surface du virus qui mutent rapidement restant l'obstacle central. L'approche DoriVac de la présentation structurée des antigènes est l'une de plusieurs stratégies que les chercheurs poursuivent pour surmonter cette barrière.
Cet article est basé sur des reportages de Science Daily. Lire l'article original.
Originally published on sciencedaily.com