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Des nano-ingénieurs de l’Université de Californie à San Diego ont mis au point des candidats vaccins contre le COVID-19 qui peuvent supporter la chaleur. Leurs ingrédients-clés ? Des virus provenant des plantes ou des bactéries.

Des candidats vaccins thermiquement stables

Ces nouveaux vaccins contre le COVID-19 sans réfrigérateur en sont encore au premier stade de développement. Chez la souris, ces candidats vaccins ont déclenché une forte production d’anticorps neutralisants contre le SARS-CoV-2. S’ils s’avèrent sûrs et efficaces chez l’homme, ces vaccins pourraient changer la donne en matière de distribution mondiale, notamment dans les zones rurales ou les communautés à faibles ressources.

« Ce qui est passionnant avec notre technologie vaccinale, c’est qu’elle est thermiquement stable, ce qui fait qu’elle pourrait facilement atteindre des endroits où il est impossible d’installer des congélateurs à ultra-basse température ou de faire circuler des camions avec ces congélateurs », a déclaré Nicole Steinmetz, professeur de nano-ingénierie.

Les chercheurs ont créé deux candidats vaccins contre le COVID-19. L’un est fabriqué à partir d’un virus végétal, appelé virus de la mosaïque du niébé. L’autre est fabriqué à partir d’un virus bactérien, ou bactériophage, appelé Q bêta.

Ces deux vaccins ont été fabriqués selon des recettes similaires. Les chercheurs ont utilisé des plants de niébé et des bactéries E. coli pour cultiver des millions de copies du virus végétal et du bactériophage, sous la forme de nanoparticules en forme de balles.

Ils sont faits de nanoparticules 

Les chercheurs ont récolté ces nanoparticules et ont ensuite fixé un petit morceau de la protéine de pointe du SARS-CoV-2 à leur surface. Les produits finis ressemblent à un virus infectieux afin que le système immunitaire puisse les reconnaître, mais ils ne sont pas infectieux pour les animaux et les humains. Ce petit morceau de la protéine S fixé à la surface est ce qui stimule l’organisme à générer une réponse immunitaire contre le coronavirus.

Ces vaccins peuvent être stockés et expédiés sans avoir besoin d’être conservés au froid. Ils peuvent également être soumis à des procédés de fabrication utilisant la chaleur. L’équipe utilise ces procédés pour conditionner ses vaccins dans des implants en polymère et des patchs à micro-aiguilles.

Ces procédés consistent à mélanger les vaccins candidats avec des polymères et à les faire fondre ensemble dans un four à des températures proches de 100 degrés Celsius. Le fait de pouvoir mélanger directement les nanoparticules de virus végétaux et de bactériophages avec les polymères dès le départ facilite et simplifie la création d’implants et de timbres vaccinaux.

L’objectif est de donner aux gens davantage de possibilités de se faire vacciner contre le COVID-19 et de rendre le vaccin plus accessible. Les implants, qui sont injectés sous la peau et libèrent lentement le vaccin sur une période d’un mois, ne devraient être administrés qu’une seule fois. Quant aux patchs à micro-aiguilles, qui peuvent être portés sur le bras sans douleur ni gêne, ils permettraient aux gens de s’administrer eux-mêmes ce vaccin.

« Imaginez que des patchs de vaccin puissent être envoyés dans les boîtes aux lettres des personnes les plus vulnérables, plutôt que de les faire sortir de chez elles et de risquer une exposition », a déclaré Jon Pokorski, professeur de nano-ingénierie, dont l’équipe a mis au point la technologie permettant de fabriquer les implants et les patchs à micro-aiguilles.

Trois méthodes pour les administrer

Lors des tests, les candidats vaccins de l’équipe ont été administrés à des souris soit par des implants, soit par des patchs à micro-aiguilles, soit par une série de deux injections. Ces trois méthodes ont produit des niveaux élevés d’anticorps neutralisants dans le sang contre le SARS-CoV-2.

Tout dépend de la partie de la protéine de la pointe du coronavirus qui est fixée à la surface de ces nanoparticules. L’un de ces morceaux que l’équipe de Steinmetz a choisi, appelé épitope, est presque identique entre le SARS-CoV-2 et le virus original du SRAS.

« Le fait que la neutralisation soit si profonde avec un épitope qui est si bien conservé parmi un autre coronavirus mortel est remarquable », a déclaré le co-auteur Matthew Shin, étudiant en doctorat de nano-ingénierie. « Cela nous donne l’espoir d’un éventuel vaccin contre le pan-coronavirus qui pourrait offrir une protection contre les futures pandémies. »

Un autre avantage de cet épitope particulier est qu’il n’est affecté par aucune des mutations du SARS-CoV-2 qui ont été signalées jusqu’à présent. Cela s’explique par le fait que cet épitope provient d’une région de la protéine S qui ne se lie pas directement aux cellules. C’est différent des épitopes des vaccins contre le COVID-19 actuellement administrés, qui proviennent de la région de liaison de la protéine S. C’est une région où beaucoup de mutations ont eu lieu. Et certaines de ces mutations ont rendu le virus plus contagieux.

Les épitopes d’une région non liante sont moins susceptibles de subir ces mutations, a expliqué Oscar Ortega-Rivera, chercheur postdoctoral et premier auteur de cette étude. « D’après nos analyses de séquence, l’épitope que nous avons choisi est hautement conservé parmi les variants du SARS-CoV-2. »

Ils sont efficaces contre les variants préoccupants

Cela signifie que ces nouveaux vaccins contre le COVID-19 pourraient potentiellement être efficaces contre les variants préoccupants, a déclaré Ortega-Rivera, et des tests sont actuellement en cours pour voir quel effet ils ont contre le variant Delta.

Cette recherche a été publiée dans Journal of the American Chemical Society.

Source : University of California San Diego
Crédit photo : StockPhotoSecrets

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