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La revue aborde la nécessité d’approches innovantes en matière d’adjuvants et de stratégies d’administration pour le développement de nouveaux vaccins mucosaux.

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Dans une étude récente publiée dans Nature Reviews Immunology, les chercheurs ont passé en revue les vaccins mucosaux disponibles en discutant des défis actuels et des moyens de faire progresser les approches existantes.

Étude : Vaccins mucosaux - fortifier les frontières. Crédit image : PhotobyTawat/Shutterstock
Étude : Vaccins muqueux – fortifier les frontières. Crédit image : PhotobyTawat/Shutterstock

Fond d’écran

La charge de morbidité et de mortalité associée aux maladies infectieuses causées par des agents pathogènes des muqueuses est alarmante dans le monde entier. L’actuelle pandémie de coronavirus 2019 (COVID-19) causée par le coronavirus-2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) est un sinistre rappel de la menace permanente que représentent les nouvelles infections des muqueuses. Plus que jamais, l’accent est mis sur les besoins en vaccins ; parallèlement, des vaccins nouveaux ou améliorés sont nécessaires pour plusieurs agents pathogènes entériques, des virus oncogènes et ceux qui causent des maladies sexuellement transmissibles (MST).

Bien que des vaccins soient disponibles pour Streptococcus pneumoniae, Mycobacterium tuberculosis, le virus de la grippe, et Bordetella pertussisdes versions améliorées des vaccins contre ces agents pathogènes sont nécessaires pour augmenter la protection sous-optimale, en mettant l’accent sur le renforcement des réponses protectrices au site de l’infection. À ce titre, les approches de vaccination des muqueuses pourraient être prometteuses.

Le SRAS-CoV-2, avec plus de 6,28 millions de décès dans le monde à ce jour, a montré la nature mortelle des agents pathogènes respiratoires. Bien que plusieurs vaccins aient été approuvés pour le COVID-19, les difficultés apparentes liées à la production et au déploiement de masse justifient la nécessité d’une couverture mondiale complète. Au cours des dernières décennies, on est passé des vaccins vivants-atténués aux vaccins sous-unitaires adjuvés et, dernièrement, aux vaccins à vecteur viral, à acide ribonucléique (ARN) et à désoxy ARN (ADN).

Jusqu’à présent, seuls neuf vaccins muqueux ont été approuvés pour une utilisation chez l’homme, qui sont des formulations de vaccins inactivés ou vivants atténués à cellules entières ; huit d’entre eux sont administrés par voie orale et un par voie intranasale. Cette dichotomie dans les approches pourrait être partiellement attribuée à la meilleure tolérance des antigènes inactivés à cellules entières administrés par voie orale, à la susceptibilité des antigènes sous-unitaires à être dégradés et éliminés, et à l’absence d’adjuvants muqueux.

Vaccination unique pour induire des réponses immunitaires à des sites muqueux éloignés

Malgré les réponses compartimentées des muqueuses, la diaphonie entre les différentes muqueuses pourrait permettre de promouvoir des réponses immunitaires à des sites distants en vaccinant un seul site. Il est donc essentiel de comprendre la nature des signaux régulateurs d’une telle migration pour concevoir des vaccins ciblant un point muqueux éloigné du site de vaccination.

La surface des sites muqueux est d’environ 30 à 40 m2, et par conséquent, elles constituent des sites d’entrée majeurs pour différents agents pathogènes et sont souvent des sites de développement de tumeurs. L’exposition constante et élevée aux antigènes nécessite des réponses immunorégulatrices dans la muqueuse pour assurer l’homéostasie et prévenir les réponses inflammatoires néfastes.

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Une étude a observé que les ganglions lymphatiques distaux drainant l’intestin favorisaient l’induction de cellules auxiliaires T effectrices, tandis que les ganglions lymphatiques proximaux drainant l’intestin favorisaient les réponses de régulation des cellules T. Cela pourrait faciliter la conception de vaccins ; par exemple, l’administration de vaccins par voie orale pourrait ne pas être optimale si l’absorption de l’antigène dans l’intestin proximal favorise les réponses tolérogènes. Au contraire, cibler l’intestin distal avec des antigènes pourrait s’avérer efficace. En outre, les vaccins pourraient contourner ce problème en induisant une signature inflammatoire dans l’intestin proximal afin de susciter des réponses des cellules T effectrices.

Les cellules présentatrices d’antigènes et les cellules T et leur rôle dans l’immunité muqueuse.

Les cellules présentatrices d’antigènes (CPA) des tissus muqueux sont dynamiques. En réponse à une inflammation ou une infection, davantage de CPA sont recrutées sur le site en plus des cellules dendritiques et des macrophages résidant dans les tissus, contribuant ainsi aux réponses effectrices. Les réactions inflammatoires locales induites par les vaccins muqueux pourraient renforcer les réponses immunitaires adaptatives en recrutant des CPA.

Les cellules T mémoires résidant dans les tissus (TRM) présents dans différents tissus muqueux sont considérés comme déterminants dans les réponses rapides aux infections ou aux cancers. Une étude a révélé que le cluster de différenciation 4 (CD4+) dans le duodénum humain était enrichie en cellules T helper 1 polyfonctionnelles (TH1) cellules avec un minimum d’un an de survie. Ceci est prometteur pour induire une réponse cellulaire durable si les vaccins oraux sont optimisés. Dans les poumons, les cellules CD8+ TRM sont essentielles contre les virus respiratoires, mais leur courte durée de vie pourrait compromettre l’immunité contre les infections ultérieures.

Il est intéressant de noter qu’une étude a observé que la vaccination systémique pouvait amplifier les lymphocytes TRM dans les poumons de souris ayant déjà souffert de la grippe en augmentant le nombre de cellules mémoires effectrices en circulation. Ce résultat a des implications importantes pour les rappels systémiques chez les souris précédemment infectées afin de maintenir les cellules CD8+ Les lymphocytes T dans les poumons.

Vaccination génitale

L’administration d’un vaccin dans les voies génitales pourrait être bénéfique dans la lutte contre les MST. Chez la souris, l’administration vaginale de l’antigène glycoprotéine D du virus de l’herpès simplex-2 (HSV-2) et d’un adjuvant a entraîné une immunité protectrice contre une provocation virale ultérieure. D’autres ont observé que l’administration vaginale d’une souche atténuée de HSV-2 chez la souris induisait une population de lymphocytes TRM qui a entraîné un recrutement accru de lymphocytes B mémoire après une provocation secondaire.

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En revanche, la primovaccination n’a pas induit de plasmocytes résidant dans les tissus du tractus génital. Par conséquent, une vaccination de rappel vaginale ou intestinale pourrait être efficace après un amorçage systémique pour susciter des réponses dans le tractus génital.

Adjuvants muqueux

Les adjuvants toxoïdes, des dérivés plus sûrs et plus puissants de la toxine thermolabile de l’acide sulfurique. Escherichia coli et la toxine du choléra, ont conduit à leur incorporation dans des formulations vaccinales. Par exemple, l’incorporation de la toxine thermolabile double-mutante (dmLT) de E. coli a amélioré les réponses cliniques à différents antigènes à cellules entières.

La toxine du choléra mutée multiple (mmCT) est une alternative proposée au dmLT. Dans les essais précliniques, elle a amélioré la réponse TH1 et TH17 cellulaire à un antigène à cellules entières, en plus de renforcer les anticorps sériques et muqueux. Les adjuvants toxoïdes, qui constituent la classe d’adjuvants muqueux la mieux étudiée, sont les plus avancés et ont montré une efficacité exceptionnelle dans les essais cliniques pour les vaccins à cellules entières administrés par voie orale.

Types de vaccins avancés : acides nucléiques et vecteurs viraux

Jusqu’à la pandémie de COVID-19, il n’existait pas de vaccins ADN ou ARN approuvés, mais des vaccins ARN messager (ARNm) contre le SRAS-CoV-2 ont été testés et déployés avec succès pour une administration parentérale. La vaccination des muqueuses à l’aide d’ADN ou d’ARN pourrait être un défi, étant donné que les acides nucléiques doivent pénétrer la couche de mucus et entrer dans les cellules cibles, en échappant à la dégradation extra- et intracellulaire.

Néanmoins, des approches innovantes pour délivrer des acides nucléiques en toute sécurité ont été développées en utilisant des biomatériaux et des nanocarriers. Notamment, les matériaux complexant les acides nucléiques, comme la polyéthylèneimine (PEI) et le chitosan, et l’encapsulation des acides nucléiques dans des liposomes et des polymersomes ont montré leur potentiel.

Les vecteurs viraux sont parmi les candidats les plus prometteurs pour la vaccination des muqueuses en raison de leur immunogénicité intrinsèque, de leur polyvalence et de leur capacité d’administration intracellulaire. Ils sont également efficaces pour la vaccination dans les voies respiratoires. Un rapport a révélé que l’administration intranasale d’une nucléoprotéine du virus de la grippe vectorisée par un adénovirus induisait une réponse immunitaire CD8+ TRM cellules qui ont survécu pendant plus d’un an.

Dans l’ensemble, les vaccins mucosaux pourraient induire des réponses immunitaires aux principaux sites d’infection. Les progrès dans la compréhension actuelle de l’immunité des muqueuses pourraient un jour conduire au développement de nouveaux vaccins muqueux pour les maladies infectieuses telles que le COVID-19 et les cancers.

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Apasionado del running, vegano a los 25 años y comercial de la ropa, me incorporé al equipo de redacción de AltaVision.news en noviembre de 2021