Des chercheurs développent un nouvel additif vaccinal qui crée une réponse immunitaire plus forte et ajustable

Des chercheurs de Stanford Engineering ont développé une plateforme de nanoparticules qui pourrait accroître l’efficacité des vaccins existants, notamment ceux contre la grippe, la COVID-19 et le VIH. En plus d’aider les candidats vaccins à produire des réponses immunitaires plus fortes et plus durables, la plateforme permettra aux chercheurs de susciter et de tester différents types de réponses immunitaires pour déterminer ce qui est le plus efficace pour protéger contre des agents pathogènes spécifiques.

« Ces nanoparticules suscitent des réponses immunitaires plus fortes et plus robustes, et l’étendue de notre plateforme nous permet d’ajuster facilement le type de réponse immunitaire d’une manière qui n’était tout simplement pas possible avec les technologies précédentes », a déclaré Eric Appel, professeur associé de science et d’ingénierie des matériaux et auteur principal de l’article publié le 7 août dans Progrès scientifiques« Cela peut être un outil pour comprendre comment différents types de réponses immunitaires donnent lieu à une meilleure ou à une moins bonne protection – il était impossible de poser cette question auparavant. »

Un meilleur adjuvant

La plupart des vaccins modernes apprennent à notre système immunitaire à reconnaître et à combattre les infections en introduisant seulement un fragment d’un agent pathogène – comme la fameuse protéine Spike du coronavirus – au lieu du virus entier. À eux seuls, ces fragments ne provoquent pas forcément beaucoup de réaction, c’est pourquoi les vaccins contiennent également des adjuvants – des additifs qui aident à stimuler et à façonner la réponse immunitaire de l’organisme. Mais il n’existe actuellement qu’une poignée d’adjuvants disponibles pour une utilisation clinique et leur efficacité peut varier considérablement.

« Nous voulions créer un adjuvant aussi puissant que possible », explique Ben Ou, doctorant dans le laboratoire d’Appel et premier auteur de l’article. « Nous avons combiné deux technologies d’adjuvant différentes pour créer une plateforme de nanoparticules qui activera différentes voies immunitaires et améliorera les réponses aux vaccins. »

Les chercheurs ont déterminé qu’ils pouvaient fixer des molécules appelées agonistes des récepteurs de type Toll, ou agonistes TLR, qui interagissent avec les récepteurs de nos cellules immunitaires innées, à une nanoparticule de base constituée de molécules de saponine, utilisées comme adjuvants efficaces depuis des décennies, notamment dans le vaccin Novavax contre la COVID-19. Le résultat a été un adjuvant qui agit par le biais de multiples voies immunitaires, produisant une réponse large, forte et durable.

Ou, Appel et leurs collègues ont testé leurs adjuvants, appelés collectivement adjuvants TLRa-SNP, avec des vaccins candidats contre la COVID-19 et le VIH. Dans les deux cas, les adjuvants ont considérablement amélioré l’efficacité des vaccins. Par rapport aux versions associées à un adjuvant existant, les vaccins étaient plus puissants et duraient plus longtemps. Ils ont également créé des réponses immunitaires capables de détecter et de neutraliser plusieurs versions des agents pathogènes. Avec les adjuvants TLRa-SNP, le vaccin candidat contre la COVID-19 était efficace contre le virus d’origine ainsi que contre les variants delta, omicron et autres.

Trouver la bonne réponse immunitaire

Il existe plusieurs types d’agonistes TLR, chacun d’entre eux se liant à un récepteur immunitaire différent. Les chercheurs ont créé cinq versions différentes de leurs adjuvants en utilisant la nanoparticule de saponine comme plate-forme de base et en échangeant les agonistes TLR attachés. Bien que tous les adjuvants soient efficaces, chaque version a créé un type de réponse immunitaire légèrement différent, activant différentes protéines de signalisation et provoquant des actions différentes des cellules immunitaires.

« Tous nos adjuvants améliorent la réponse globale aux vaccins, mais les types spécifiques d’améliorations sont différents », a déclaré Ou. « Si nous savons qu’un type spécifique d’activation immunitaire confèrera une meilleure protection, nous disposons désormais d’une plateforme qui vous permettra de choisir la formulation spécifique qui entraînera cette réponse distincte. »

Les chercheurs peuvent tester les adjuvants existants pour déterminer lequel d’entre eux crée la réponse immunitaire la plus forte lorsqu’il est associé à un vaccin particulier, mais les adjuvants sont trop différents pour permettre de déterminer quel type de réponse immunitaire serait le plus efficace pour protéger contre l’infection par un pathogène donné. L’interchangeabilité des agonistes TLR dans les adjuvants TLRa-SNP permettrait aux chercheurs de modifier la nature de la réponse immunitaire tout en maintenant la forte activation immunitaire créée par la base de nanoparticules de saponine.

D’autres agonistes TLR pourraient être associés à cette plateforme, en plus des cinq qu’ils ont testés dans cette étude, a déclaré Ou. Il souhaite en étudier d’autres, ainsi que les effets de l’utilisation simultanée de plusieurs types d’agonistes TLR. Les chercheurs ont déjà montré que cela était possible et espèrent fabriquer à l’avenir d’autres adjuvants nanoparticulaires sur mesure, dans le but de développer les adjuvants les plus efficaces possibles.

« Cette approche de plateforme ouvrira la voie aux spécialistes du domaine pour poser des questions plus approfondies sur les immunologies les plus efficaces dans différents contextes », a déclaré Appel. « Et elle permet également de créer des adjuvants nettement meilleurs. »