Progrès dans le développement d'un vaccin pulmonaire à ARNm
De nouveaux nanocarriers polymères hybrides permettent d'administrer efficacement un vaccin dans les poumons et d'activer de manière ciblée les cellules immunitaires
Une équipe de recherche de l'Université de Louvain, dirigée par le professeur Olivia M. Merkel, titulaire de la chaire d'administration de médicaments de l'Université de Louvain, a mis au point un nouveau système d'administration pour les vaccins inhalables à base d'ARNm. Publiée dans la revue Cell Biomaterials, l'étude présente une nouvelle combinaison de poly(acide lactique-co-glycolique) (PLGA) et de poly(β-amino esters) (PBAEs) conçue pour franchir les principales barrières biologiques des poumons.
"Une vaccination efficace des muqueuses par inhalation nécessite des systèmes porteurs capables de pénétrer le mucus des voies respiratoires tout en protégeant les fragiles molécules d'ARN qu'ils transportent", explique M. Merkel. Une fois la barrière pulmonaire franchie, les nanocarriers doivent s'échapper des minuscules vésicules (endosomes) qui les transportent et introduire efficacement (transfecter) l'ARNm dans les cellules immunitaires, qui présentent alors les antigènes correspondants à leur surface.
Un système de transport stable et efficace
L'équipe de la LMU a mis au point un système qui permet d'atteindre ces objectifs grâce à un mécanisme coordonné dans l'espace et dans le temps. Les chercheurs ont démontré que leurs nanoparticules hybrides transfectent efficacement les cellules du système immunitaire ciblées, une condition essentielle pour une activation immunitaire robuste, et soutiennent à la fois la présentation de l'antigène et la maturation des cellules immunitaires. En outre, les particules ont franchi avec succès la barrière du mucus et ont permis l'expression de l'ARNm dans des tranches de poumon humain découpées avec précision ex vivo, un modèle de poumon humain très pertinent.
"L'un des principaux avantages du nouveau système est sa robustesse au cours de l'aérosolisation", explique M. Merkel. Après nébulisation par maille vibrante, les nanocarriers PLGA/PBAE ont conservé une efficacité de transfection supérieure à celle des nanoparticules lipidiques approuvées en clinique, ce qui souligne leur pertinence pour les applications de vaccins par inhalation. "Nos résultats montrent que la conception de polymères guidée par les données peut surmonter simultanément plusieurs obstacles à l'administration. Cette plateforme hybride offre une alternative prometteuse aux nanoparticules lipidiques pour les vaccins pulmonaires ARNm de nouvelle génération."
L'étude a été soutenue par la Fondation bavaroise pour la recherche et le Conseil européen de la recherche (CER). Selon les auteurs, elle apporte une contribution importante au développement de vaccins muqueux sûrs, efficaces et adaptés aux patients.
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Publication originale
Min Jiang, Felix Sieber-Schäfer, Simone P. Carneiro, Dana Matzek, Anny Nguyen, Diana Leidy Porras-Gonzalez, Arun Kumar Verma, Miriam Kolog-Gulko, David C. Jürgens, Gerald Burgstaller, Bastian Popper, Xun Sun, Olivia M. Merkel; "A hybrid polymeric system for pulmonary mRNA delivery: Advancing mucosal vaccine development"; Cell Biomaterials
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