Combattre le COVID : des chercheurs de Triangle créent un vaccin inhalable potentiel

Les chercheurs ont créé un vaccin inhalable contre la COVID-19 qui se conserve jusqu’à trois mois à température ambiante, cible spécifiquement et efficacement les poumons et permet une auto-administration via un inhalateur.

Les chercheurs ont également découvert que le mécanisme d'administration de ce vaccin – un exosome dérivé du poumon appelé LSC-Exo – est plus efficace pour échapper à la muqueuse pulmonaire que les nanoparticules à base de lipides actuellement utilisées, et peut être utilisé efficacement avec des nanoparticules à base de protéines. vaccins.

Ke Cheng, professeur émérite Randall B. Terry Jr. en médecine régénérative à NC State et professeur au département commun de génie biomédical NC State/UNC-Chapel Hill, avec des collègues de l'UNC-Chapel Hill et de l'Université Duke, a dirigé le développement du prototype de vaccin depuis la preuve de concept jusqu'aux études animales.

« Nous voulions relever plusieurs défis associés à la livraison des vaccins », explique Cheng. « Premièrement, l’administration du vaccin par injection intramusculaire est moins efficace pour le faire pénétrer dans le système pulmonaire et peut donc limiter son efficacité. Les vaccins inhalés augmenteraient leur bénéfice contre le COVID-19.

« Deuxièmement, les vaccins à ARNm dans leur formulation actuelle nécessitent un stockage au froid et un personnel médical qualifié pour les administrer. Un vaccin stable à température ambiante et pouvant être auto-administré réduirait considérablement les temps d’attente pour les patients ainsi que le stress du corps médical en période de pandémie. Cependant, il est nécessaire de reformuler le mécanisme d’administration pour qu’il fonctionne par inhalation.

Afin d’administrer le vaccin directement dans les poumons, les chercheurs ont utilisé des exosomes (Exo) sécrétés par des cellules sphéroïdes pulmonaires (LSC). Les exosomes sont des vésicules de taille nanométrique qui ont récemment été reconnues comme un excellent moyen d'administration de médicaments.

Tout d’abord, les chercheurs ont examiné si LSC-Exo était capable de délivrer des « cargaisons » de protéines ou d’ARNm dans les poumons. Les chercheurs ont comparé la distribution et la rétention du LSC-Exo à des nanoparticules similaires aux nanoparticules lipidiques actuellement utilisées avec les vaccins à ARNm. Dans un article en Vésicule extracellulaire, les chercheurs ont démontré que les nanoparticules dérivées des poumons étaient plus efficaces pour acheminer l'ARNm et les protéines vers les bronchioles et les tissus pulmonaires profonds que les particules de liposomes synthétiques.

Ensuite, les chercheurs ont créé et testé un vaccin inhalable à base de protéines à particules ressemblant à un virus (VLP) en décorant l'extérieur du LSC-Exo avec une partie de la protéine de pointe – connue sous le nom de domaine de liaison au récepteur, ou RBD – du Virus SRAS-CoV-2. Un article décrivant la recherche est publié dans Génie biomédical naturel.

« Les vaccins peuvent agir de diverses manières », explique Cheng. « Par exemple, les vaccins à ARNm transmettent à votre cellule un script qui lui demande de produire des anticorps contre la protéine Spike. Ce vaccin VLP, en revanche, introduit une partie de la protéine de pointe dans l’organisme, incitant le système immunitaire à produire des anticorps contre la protéine de pointe.

Dans les modèles de rongeurs, le vaccin LSC-Exo décoré par RBD (RBD-Exo) a provoqué la production d’anticorps spécifiques au RBD et a protégé les rongeurs, après deux doses de vaccin, de l’infection par le SRAS-CoV-2 vivant. De plus, le vaccin RBD-Exo est resté stable à température ambiante pendant trois mois.

Les chercheurs notent que même si les travaux sont prometteurs, il reste encore des défis associés à la production et à la purification à grande échelle des exosomes. Les LSC, le type de cellule utilisé pour générer du RBD-Exo, font actuellement l'objet d'un essai clinique de phase I mené par les mêmes chercheurs pour traiter des patients atteints de maladies pulmonaires dégénératives.

"Un vaccin inhalable confère une immunité à la fois muqueuse et systémique, il est plus pratique à stocker et à distribuer et pourrait être auto-administré à grande échelle", explique Cheng. « Ainsi, même s’il reste des défis liés à l’augmentation de la production, nous pensons qu’il s’agit d’un vaccin prometteur qui mérite des recherches et un développement plus poussés. »

Le travail a été soutenu par les National Institutes of Health et l’American Heart Association. L'Université d'État de Caroline du Nord a déposé un brevet provisoire sur les technologies rapportées dans ces publications et le droit du brevet a été exclusivement concédé sous licence à Xsome Biotech, une start-up de l'État de Caroline du Nord cofondée par Cheng.

(C) NCSU

Source originale de l’article : Fil technique WRAL