Amélioration de l’efficacité des vaccins grâce aux nanoparticules métallo-organiques

Amélioration des vaccins avec des nanoparticules métallo-organiques

Les vaccins fonctionnent en exposant de manière sûre le corps à des agents pathogènes, “en enseignant” au système immunitaire comment réagir le jour où il rencontre le virus ou la bactérie responsable de la maladie. Le problème est que pour que le système immunitaire puisse le faire, il doit être exposé à une quantité minimale d’agents pathogènes ou de fragments, ce qui peut parfois être difficile.

Pour cette raison, les vaccins traditionnels utilisent des adjuvants comme l’aluminium pour renforcer la réaction du système immunitaire. Cependant, ceux-ci peuvent provoquer des effets secondaires indésirables car ils stimulent toutes les réactions immunitaires, et non seulement celles visées par le vaccin.

Une équipe de recherche du MIT pourrait avoir trouvé une solution pour accroître l’efficacité des vaccins en utilisant un nouveau type d’adjuvant qui utilise la nanotechnologie. Ils ont utilisé une nanoparticule appelée métallo-organique (MOF) qui agit comme un adjuvant en renforçant une réaction immunitaire spécifique au lieu d’une réaction généralisée comme avec les adjuvants classiques.

La recherche a impliqué Robert Langer, un professeur de l’Institut du MIT, et Dan Barouch, un professeur à la Harvard Medical School.

Comment fonctionnent les nanoparticules métallo-organiques

L’article de recherche publié explique qu’ils ont utilisé un MOF appelé ZIF-8, un ion de zinc attaché à quatre molécules d’imidazole, un composé organique. C’est la première fois que les mécanismes de fonctionnement du ZIF-8 ont été élucidés.

Les chercheurs ont intégré la protéine de pointe du SARS-CoV-2 à l’intérieur de la structure de particules ZIF-8 de 100-200 nm, avec une taille qui permet d’être avalée par les macrophages ou de pénétrer dans les ganglions lymphatiques. Les particules MOF sont décomposées, livrant la protéine virale directement au système immunitaire.

Source: Science Advances

Il fonctionne essentiellement en dirigeant les particules virales vers le système immunitaire pour la détection, au lieu de surexciter tout le système immunitaire pour le faire détecter les particules virales dans le sang. La cible des particules virales a créé une réponse très spécifique et dose-dépendante à la protéine du COVID, et une réaction plus importante que la protéine sans le MOF.

Ce qui le rend particulièrement utile, c’est qu’il imite la façon dont le corps construit l’immunité contre le virus, avec le virus digéré étant décomposé en morceaux et mémorisé pour créer une immunité à long terme. Ainsi, du point de vue du système immunitaire, il y a peu de différence entre une particule ZIF-8 et une particule virale réelle.

Source: Science Advances

Qu’est-ce qui vient ensuite pour les nanoparticules métallo-organiques et les vaccins MOF ?

La découverte de la façon d’utiliser les MOF sans adjuvant a ouvert la voie à une nouvelle génération de vaccins qui pourraient être plus sûrs et plus efficaces.

Un autre avantage est que de tels vaccins utilisant des sous-unités de protéines sont moins chers et plus faciles à fabriquer que les vaccins à ARN. Cela pourrait donc maintenir les conceptions de vaccins traditionnels compétitives, même face aux nouvelles vagues de vaccins à ARN en développement.

L’étape suivante consistera à effectuer d’autres tests pour garantir la sécurité du ZIF-8, maintenant qu’il a été prouvé qu’il peut améliorer les effets des vaccins. Des procédures de fabrication en masse à coût réduit devront également être développées.

Une autre possibilité est que le ZIF-8 ne soit pas le point final des vaccins à base de MOF. Des nanoparticules similaires pourraient afficher un effet immunitaire encore plus fort, un meilleur profil de sécurité ou être plus faciles et moins chères à fabriquer en masse.

Les actions des entreprises de vaccins

1. Merck

Alors qu’il a été battu en termes de revenus totaux ces dernières années par les entreprises de vaccins contre le COVID-19, Merck a toujours occupé la première place des entreprises de vaccins non liés au COVID-19. Parmi ses meilleures ventes, on trouve le vaccin anti-HPV (virus du papillome humain) Gardasil, qui a généré 8,8 milliards de dollars en 2023, et une croissance explosive des revenus au cours des trois dernières années.

Source: Merck

L’entreprise prévoit également de lancer un nouveau vaccin pneumococcique avec une date de décision de la FDA fixée pour son vaccin V116 en juin 2024 et 5 autres vaccins en cours de développement.

Source: Merck

L’amélioration de l’efficacité des vaccins et la réduction du besoin d’adjuvants qui peuvent causer des effets secondaires seront d’un grand intérêt pour les entreprises comme Merck, qui a dû régulièrement faire face à des controverses sur ses vaccins, qui peuvent causer certaines maladies rares, notamment Gardasil.

Ainsi, même si les vaccins à ARN ont été très populaires en raison de la pandémie, les conceptions de vaccins traditionnelles sont loin d’être obsolètes et peuvent être très rentables.

2. GSK

GSK est une autre entreprise leader dans la production de vaccins, notamment avec un vaccin méningococcique avancé à 5 composants (contre la méningite) qui a généré 1,1 milliard de dollars de revenus en 2022, même s’il n’est pas encore approuvé pour le marché américain.

L’entreprise travaille également à l’expansion de son offre de vaccins. Son vaccin RSV ciblant les adultes de 50 à 59 ans a été approuvé en janvier 2024, et est le premier à être disponible pour cette population. D’autres vaccins sont en développement, notamment pour :

• Le zona.
• La grippe.
• Les maladies méningococciques.
• Les maladies pneumococciques.
• L’hépatite B
• Le virus de l’herpès simple

GSK prévoit que la catégorie des vaccins continuera de croître à un “taux de croissance annuel composé à un chiffre élevé”.

La focalisation de GSK sur les maladies infectieuses, à travers les vaccins et les nouveaux antibiotiques, répond à un besoin urgent dans le contexte de la résistance aux antibiotiques et des nouvelles épidémies. C’est également le fournisseur d’adjuvants ou de services de fabrication pour les vaccins d’autres entreprises, ce qui le place dans une position idéale pour bénéficier des améliorations des vaccins classiques et les fabriquer à grande échelle.

3. Sanofi

Sanofi est une autre grande entreprise leader sur le marché des vaccins, avec une forte présence dans le vaccin contre la grippe annuelle. C’est également un leader dans l’immunologie globale, notamment grâce à Dupixent, un traitement anti-allergique.

Source: Sanofi Vaccines Investor Event

Les efforts de R&D de Sanofi reposent à la fois sur les technologies de vaccins traditionnelles et les vaccins à ARN. D’ici 2025, l’entreprise prévoit de présenter au moins 5 nouveaux candidats-vaccins de classe mondiale en phase 3 d’essais cliniques.

En conséquence, l’entreprise prévoit que ses ventes de vaccins augmenteront à plus de 10 milliards de dollars d’ici 2030, principalement en raison de sa position de leader dans la grippe, et de la croissance dans les marchés RSV, pneumococcique et de nouveaux vaccins à ARN.

Sanofi travaille également sur des plateformes technologiques d’immunologie innovantes, comme les conjugués d’anticorps et de médicaments, SYNTHORIN, et en exploitant les cellules tueuses naturelles (NK) du corps, ainsi que en les combinant avec l’IA et la recherche génomique.

Source: Sanofi

Sanofi élargit ses activités dans des domaines où les vaccins ont tendance à sous-performer, comme les nourrissons avec un système immunitaire immature. Et elle cherche également à étendre le potentiel des vaccins, notamment en ciblant l’acné.

L’amélioration de l’efficacité, comme l’utilisation de MOF pour créer une forte réponse immunitaire, pourrait être un nouveau chemin pour l’entreprise pour offrir de meilleures performances médicales, notamment pour les maladies ou les situations où les vaccins n’ont pas historiquement performé de manière adéquate.