Le vaccin inhalé induit une réponse immunitaire rapide et forte chez les souris et les primates non humains – Science

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Les chercheurs démontrent dans une étude de validation de principe qu’un système d’administration par inhalation à base de phages pour vaccins génère des réponses anticorps puissantes chez les souris et les primates non humains, sans causer de dommages aux poumons. Les résultats suggèrent qu’un système d’administration pulmonaire sûr et efficace pourrait un jour être utilisé pour des vaccins et des thérapies contre les maladies respiratoires. Les résultats paraissent le 10 décembre dans la revue Med.

«Cette stratégie translationnelle permet potentiellement une administration plus efficace de produits thérapeutiques ou de vaccins tout en réduisant le risque d’effets secondaires toxiques», déclare Wadih Arap, co-auteur principal de l’étude, du Rutgers Cancer Institute du New Jersey. «Dans la recherche en cours, nous espérons que ce travail jouera un rôle crucial dans le développement de vaccins et de traitements ciblés pour bloquer la propagation des maladies respiratoires infectieuses, peut-être pour la pandémie actuelle de COVID-19, en particulier dans le contexte des populations mal desservies.

L’administration pulmonaire présente de nombreux avantages par rapport aux autres voies d’administration, en particulier pour le développement de vaccins ou de produits thérapeutiques contre les infections respiratoires, car les vaccins arrivent directement sur le site de l’infection. La vaccination par inhalation est sans aiguille et peu invasive, ce qui est particulièrement intéressant pour l’administration de doses multiples. Elle améliore la biodisponibilité thérapeutique tout en réduisant les effets secondaires potentiels en réalisant un début d’action plus rapide que la vaccination à l’aiguille.

«La couche très étendue et accessible de surfaces cellulaires dans les poumons est hautement vascularisée, ce qui permet une absorption rapide des molécules dans toute la circulation à des concentrations beaucoup plus élevées en évitant les enzymes métabolisant les médicaments du tractus gastro-intestinal et du foie», explique le co-auteur principal de l’étude Renata Pasqualini du Rutgers Cancer Institute du New Jersey. “Parce que les poumons sont constamment exposés à des agents pathogènes de l’air, ils ont probablement un niveau élevé d’activité de défense immunitaire, et représentent donc un site efficace pour la protection immunitaire contre les agents pathogènes en suspension dans l’air.”

L’accouchement pulmonaire pourrait protéger contre les agents pathogènes aéroportés qui causent des maladies telles que la tuberculose, la grippe, le virus Ebola, la rougeole et le COVID-19. Mais cette approche n’a pas été largement adoptée, en partie parce que les mécanismes physiologiques sous-jacents restent largement inconnus. Il est essentiel de répondre à cette question pour concevoir un système d’administration pulmonaire général pour une utilisation généralisée.

Dans la nouvelle étude, Arap et Pasqualini ont conçu et validé un système de délivrance pulmonaire sûr et efficace qui pourrait être utilisé pour un large éventail d’applications translationnelles, et ont montré comment il fonctionne. L’approche implique l’utilisation de phages – des virus qui peuvent infecter et se répliquer dans les cellules bactériennes. Dans certains types de vaccins, des particules de phage qui portent des peptides sont utilisées pour déclencher des réponses immunitaires protectrices.

Premièrement, les chercheurs ont criblé et identifié un peptide – CAKSMGDIVC – qui pourrait efficacement délivrer des particules de phage à travers la barrière pulmonaire et dans la circulation sanguine. Plus précisément, les particules de phage qui présentent CAKSMGDIVC sur leur surface sont absorbées dans le corps lorsque le peptide se lie à et est internalisé à travers son récepteur, ß3-1 intégrine, sur la surface des cellules tapissant les voies respiratoires pulmonaires. L’administration inhalée de particules de phage affichant CAKSMGDIVC a suscité une réponse anticorps robuste contre les particules de phage chez les souris et les primates non humains, sans endommager les poumons.

Selon les auteurs, le nouveau système d’administration pulmonaire est sûr et efficace, et présente des avantages uniques pour le développement de vaccins et de thérapies contre les pathogènes aéroportés. Les particules de phage induisent des réponses immunitaires très fortes et soutenues, sans produire d’effets secondaires toxiques. Parce qu’ils ne se répliquent pas à l’intérieur des cellules eucaryotes, leur utilisation est généralement considérée comme sûre par rapport à d’autres stratégies de vaccination virales classiques. En fait, les particules de phage ont été utilisées comme antibiotiques contre les bactéries multirésistantes et comme vecteurs de vaccins pendant des décennies.

En termes de mise en œuvre pratique, les particules de phage sont très stables dans des conditions environnementales difficiles, et leur production à grande échelle est extrêmement rentable par rapport aux méthodes traditionnelles utilisées pour la production de vaccins. De plus, contrairement aux vaccins conventionnels à base de peptides qui deviennent souvent inactivés, le nouveau système de délivrance pulmonaire n’a pas d’exigences de chaîne du froid lourdes, strictes ou coûteuses pour les applications sur le terrain dans les pays en développement. «De plus, les particules de phage sont polyvalentes et peuvent être génétiquement modifiées par une technologie de biologie moléculaire standard», explique Arap.

À l’avenir, les chercheurs prévoient d’examiner la cinétique du transport pulmonaire après de multiples doses et d’étudier les réponses immunitaires cellulaires. «Il est important de noter que tous ces travaux ont porté sur des modèles précliniques, nous attendons donc avec impatience la traduction de notre approche vers des applications cliniques telles que l’administration de médicaments ciblés sur les poumons ou la vaccination pulmonaire», déclare Pasqualini.

Source de l’histoire:

Matériel fourni par Presse cellulaire. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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