Améliorer l’efficacité des vaccins grâce aux nanoparticules métal-organiques

Améliorer les vaccins avec des nanoparticules métal-organiques

Vaccines work by safely exposing the body to pathogens, “teaching” the immune system how to react the day it meets the actual disease-causing virus or bacteria. The issue is that for the immune system to do so, it needs to be exposed to a minimum quantity of pathogens or fragments, which can sometimes be difficult.

Pour cette raison, les vaccins traditionnels utilisent des adjuvants comme l’aluminium pour stimuler la réaction du système immunitaire. Cependant, ceux‑ci peuvent provoquer des effets secondaires indésirables car ils stimulent TOUTES les réactions immunitaires, pas seulement celles prévues par le vaccin.

Une équipe de recherche du MIT aurait peut‑être trouvé une solution pour augmenter l’efficacité des vaccins en utilisant un nouveau type d’adjuvant tirant parti de la nanotechnologie. Ils ont utilisé une nanoparticule appelée cadre organométallique (MOF) qui agit comme un adjuvant renforçant une réaction immunitaire spécifique au lieu d’une réaction généralisée comme avec les adjuvants classiques.

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

Comment fonctionnent les nanoparticules métal-organiques

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

Les chercheurs ont incorporé la protéine spike du SARS‑CoV‑2 à l’intérieur de la structure de particules ZIF‑8 de 100‑200 nm, cette taille permettant d’être phagocytée par les macrophages ou d’entrer dans les ganglions lymphatiques. Les particules MOF se décomposent, livrant la protéine virale directement au système immunitaire.

Source: Science Advances

Ainsi, il fonctionne essentiellement en dirigeant les particules virales vers le système immunitaire pour les détecter, au lieu de surstimuler l’ensemble du système immunitaire afin qu’il détecte les particules virales dans la circulation sanguine. Cibler les particules virales a créé une réponse très spécifique, dépendante de la dose, à la protéine COVID et une réaction plus importante que celle de la protéine sans le MOF.

Ce qui le rend particulièrement utile, c’est qu’il imite la façon dont le corps développe une immunité contre le virus, le virus digéré étant décomposé en fragments 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 vraie particule virale.

Source: Science Advances

Quelles sont les prochaines étapes pour les nanoparticules métal-organiques et les vaccins MOF ?

La découverte de la façon d’utiliser les MOF sans adjuvant a ouvert la voie à une toute nouvelle génération de vaccins qui pourrait être plus sûre et plus efficace.

Un autre avantage est que ces vaccins utilisant des sous‑unités de protéines sont moins chers et plus faciles à fabriquer que les vaccins à ARN. Ainsi, cela pourrait maintenir les conceptions de vaccins traditionnels compétitives même face aux nouvelles vagues de vaccins à ARNm en cours de développement.

La prochaine étape consistera à réaliser d’autres tests pour garantir la sécurité du ZIF‑8 maintenant qu’il a été prouvé qu’il peut renforcer les effets des vaccins. Des procédures de fabrication en masse à coût maîtrisé devront également être développées.

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

Actions des entreprises de vaccins

1. Merck

Bien qu’il ait été dépassé en chiffre d’affaires total ces dernières années par les entreprises de vaccins COVID‑19, Merck conserve la première place parmi les vendeurs de vaccins non COVID‑19. Parmi ses meilleures ventes figure le vaccin anti‑HPV (Papillomavirus humain) Gardasil, rapportant 8,8 Mds $ en 2023, ainsi qu’une croissance explosive du chiffre d’affaires au cours des trois dernières années.

Source: Merck

L’entreprise envisage également de lancer un nouveau vaccin pneumococcique avec une date PDUFA fixée pour son vaccin V116 en juin 2024 et 5 autres vaccins dans le pipeline R&D.

Source: Merck

Améliorer l’efficacité des vaccins et réduire le besoin d’adjuvants pouvant provoquer des effets secondaires intéressera grandement des entreprises comme Merck, qui a régulièrement dû faire face à des controverses concernant ses vaccins, susceptibles de provoquer certaines maladies rares, dont Gardasil.

Ainsi, bien que les vaccins à ARNm aient été très en vogue à cause de la pandémie, les conceptions plus traditionnelles à base de protéines sont loin d’être terminées et peuvent être très rentables.

2. GSK

GSK est un autre poids lourd de la production vaccinale, notamment avec un vaccin méningococcique avancé 5‑en‑1 (contre la méningite) qui a généré 1,1 Mds $ de revenus en 2022, même s’il n’est pas encore approuvé sur le marché américain.

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

• Zona.
• Grippe.
• Maladies méningococciques.
• Maladies pneumococciques.
• Hépatite B
• Herpès simplex virus

GSK s’attend à ce que le secteur des vaccins continue de croître à un TCAC « à un chiffre élevé % ».

L’accent mis par GSK sur les maladies infectieuses, à travers les vaccins et les nouveaux antibiotiques, répond à un besoin pressant dans le contexte de la montée de la résistance aux antibiotiques et des nouvelles épidémies. Elle fournit également des adjuvants ou des services de fabrication aux vaccins d’autres entreprises, ce qui la place en position privilégiée pour bénéficier des améliorations des vaccins classiques et les produire à grande échelle.

3. Sanofi

Sanofi est un autre grand leader du marché des vaccins, avec une forte présence dans le vaccin annuel contre la grippe. Elle est également leader en immunologie globale, notamment grâce à Duxipent, une thérapie anti‑allergique.

Source: Sanofi Vaccines Investor Event

Les efforts de R&D de Sanofi reposent à la fois sur les technologies vaccinales traditionnelles et les vaccins à ARNm. D’ici 2025, elle prévoit de présenter au moins 5 nouveaux candidats vaccins « best‑in‑class » en phase 3 d’essais cliniques.

En conséquence, l’entreprise s’attend à ce que ses ventes de vaccins atteignent jusqu’à plus de 10 Mds $ d’ici 2030, principalement grâce à une position de leader continue sur la grippe, et à la croissance des marchés RSV, pneumococcique et des nouveaux ARNm.

Elle travaille également sur des plateformes technologiques d’immunologie innovantes, comme les conjugués anticorps‑médicaments, SYNTHORIN, et l’exploitation des cellules Natural Killer (NK) du corps, ainsi que leur combinaison avec l’IA et la recherche génomique.

Source: Sanofi

Sanofi se développe dans des domaines où les vaccins ont tendance à sous‑performer, comme les nourrissons avec un système immunitaire immature. Elle cherche également à élargir le potentiel des vaccins, notamment en ciblant l’acné.

L’amélioration de l’efficacité, comme l’utilisation du MOF pour créer une forte réponse immunitaire, pourrait constituer une nouvelle voie pour l’entreprise afin d’offrir des performances médicales encore meilleures, surtout pour les maladies ou situations où les vaccins ont historiquement échoué à être suffisamment efficaces.