Des nanoparticules qui simulent les virus peuvent stimuler une immunité durable

Les scientifiques du vaccin disent que leur "Saint Graal" est de stimuler l'immunité qui dure toute la vie. Les vaccins viraux vivants tels que les vaccins contre la variole ou la fièvre jaune assurent une protection immunitaire qui dure plusieurs décennies, mais malgré leur succès, les scientifiques sont restés dans l’obscurité quant à la manière dont ils induisent une immunité durable.
Les scientifiques du Centre de vaccins Emory ont conçu de minuscules nanoparticules qui ressemblent à des virus en taille et en composition immunologique et qui induisent une immunité à vie chez la souris. Ils ont conçu les particules pour imiter les effets immuno-stimulants de l'un des vaccins les plus efficaces jamais mis au point: le vaccin contre la fièvre jaune. Les particules, composées de polymères biodégradables, possèdent des composants qui activent deux parties différentes du système immunitaire inné et peuvent être utilisées de manière interchangeable avec des substances provenant de nombreuses bactéries ou virus différents.
Les résultats sont décrits dans le numéro de cette semaine de La nature.
"Ces résultats portent sur un casse-tête de longue date en vaccinologie: en quoi les vaccins efficaces induisent-ils une immunité durable?" explique l'auteur principal Bali Pulendran, PhD, Charles Howard Candler, professeur de pathologie et de médecine de laboratoire à la faculté de médecine de l'université Emory et chercheur au centre national de recherche sur les primates Yerkes.
«Ces particules pourraient constituer un moyen instantané d’extension des réserves limitées lorsque l’accès au matériel viral est limité, comme la grippe pandémique ou lors d’une infection émergente. De plus, il existe de nombreuses maladies, telles que le VIH, le paludisme, la tuberculose et la dengue. manque de vaccins efficaces, où nous prévoyons que ce type de stimulateur d'immunité pourrait jouer un rôle. "
Une injection du vaccin vivant contre la fièvre jaune viral, mise au point dans les années 1930 par le prix Nobel Max Theiler, peut protéger pendant des décennies contre les formes pathogènes du virus. Pulendran et ses collègues ont étudié comment les humains réagissent au vaccin contre la fièvre jaune, dans l'espoir de l'imiter.
Il y a plusieurs années, ils ont établi que le vaccin contre la fièvre jaune stimulait de multiples récepteurs Toll-like (TLR) dans le système immunitaire inné. Les TLR sont présents chez les insectes ainsi que chez les mammifères, les oiseaux et les poissons. Ce sont des molécules exprimées par des cellules capables de détecter des fragments de virus, des bactéries et des parasites et peuvent activer le système immunitaire. Le groupe de Pulendran a démontré que le système immunitaire avait détecté le vaccin antiamaril via plusieurs TLR, ce qui était nécessaire pour l'immunité induite par le vaccin.
"Les TLR sont comme le sixième sens dans notre corps, car ils ont une capacité exquise à détecter les virus et les bactéries, et transmettent cette information pour stimuler la réponse immunitaire", explique Pulendran. "Nous avons constaté que pour obtenir la meilleure réponse immunitaire, vous devez atteindre plusieurs types de récepteurs Toll-like. Notre objectif était de créer une particule synthétique qui accomplisse cette tâche."
Le boursier postdoctoral Emory, Sudhir Pai Kasturi, PhD, a créé de minuscules particules incrustées de molécules qui activent des récepteurs de type Toll. Il a travaillé avec un collègue, Niren Murthy, PhD, professeur agrégé au département de génie biomédical Wallace H. Coulter de l'Université Georgia Tech et Emory.
"Nous sommes très enthousiastes à l'idée de développer cette plate-forme pour concevoir des vaccins améliorés contre les maladies infectieuses existantes et émergentes", explique Kasturi, l'auteur principal du laboratoire de Pulendran au Centre de vaccins d'Emory. L'un des composants des particules est le MPL (monophosphoryl lipide A), composant des parois cellulaires bactériennes, et l'autre, l'imiquimod, un produit chimique qui imite les effets de l'ARN viral. Les particules sont constituées de PLGA-poly (acide lactique) -co- (acide glycolique) - un polymère synthétique utilisé pour les greffes et les sutures biodégradables.
Les trois composants sont approuvés par la FDA pour un usage humain individuel. Pendant plusieurs décennies, le seul additif approuvé par la FDA était l'alun, jusqu'à ce qu'un vaccin contre le cancer du col utérin contenant du MPL soit approuvé en 2009. En raison des différences immunitaires entre souris et singes, les scientifiques ont remplacé l'imiquimod par le resiquimod chimique correspondant.
Les auteurs ont trouvé que les particules peuvent stimuler la production d'anticorps dirigés contre les protéines du virus de la grippe ou de l'anthrax de plusieurs ordres de grandeur plus efficacement que l'alun. De plus, les cellules immunitaires persistent dans les ganglions lymphatiques pendant au moins 18 mois, soit presque la vie d'une souris. Dans les expériences sur les singes, les nanoparticules contenant une protéine virale pourraient induire des réponses robustes plus de cinq fois supérieures à la réponse induite par une dose de la même protéine virale donnée sans les nanoparticules.
La recherche a été soutenue par les Instituts nationaux de la santé et la Fondation Bill et Melinda Gates.
Référence: doi: 10.1038 / nature09737
S.P. Kasturi et al. Programmation de l'ampleur et de la persistance des réponses anticorps avec immunité innée. Nature (2011).
Source: Université Emory

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