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Leveraging Pharmaceutical Sciences and Structural Biology Training to develop 21st Century Vaccines

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De nouveaux vaccins pour le 21e siècle frappent les microbes là où il faut

De nombreuses maladies infectieuses mortelles ont été éradiquées grâce aux vaccins: la poliomyélite et la diphtérie en sont de bons exemples. L’évolution est toutefois impitoyable, c’est pourquoi un projet de l’UE entendait former des chercheurs pour leur permettre de développer des vaccins de pointe contre les nouveaux microbes de ce siècle.

Santé

Le réseau de recherche des doctorats industriels européens (DIE) a rassemblé, dans le cadre du projet PHA-ST-TRAIN-VAC, deux des meilleures équipes au monde: GSK Vaccines S.R.L. et l’Université de Strathclyde. L’objectif consistait à doter la prochaine génération de vaccinologues des compétences et outils nécessaires pour proposer de nouveaux vaccins.

De nouvelles conceptions de vaccins combinées à l’entrepreneuriat

«En combinant la conception d’antigènes basée sur la structure, la conception d’adjuvants et la formulation pharmaceutique, la recherche a amélioré la formulation des vaccins», souligne Yvonne Perrie, coordinatrice du projet et professeure à l’Université de Strathclyde. L’accent était mis sur la stratégie qui recourt à des options alternatives d’administration, capables de potentialiser des réponses immunitaires dans un format adapté au besoin du patient et à la maladie. PHA-ST-TRAIN-VAC a formé quatre chercheurs entrepreneuriaux hautement qualifiés pour les doter d’une expertise et de compétences intersectorielles et multidisciplinaires afin d’exploiter ces nouvelles connaissances de la recherche et de garantir la distribution de vaccins pouvant améliorer les soins de santé au 21e siècle.

Maladies cibles

L’équipe du projet s’est intéressée au développement de vaccins capables de lutter contre des maladies qui représentent toujours une menace considérable pour la santé humaine. La COVID-19 en est l’exemple par excellence. Les chercheurs ont également étudié deux bactéries bénignes dans le corps dans des circonstances normales, mais qui peuvent adopter un mode de vie pathogène: Neisseria meningitidis du sérogroupe B (MenB) et les streptocoques du groupe B (GBS). Un des chercheurs en début de carrière, Gustavo Lou Ramirez, travaille désormais en Espagne sur les vaccins à ARNm contre la COVID-19. Un autre chercheur, Rob Cunliffe a commencé à travailler en tant que chercheur scientifique à Mologic Ltd., un développeur de pointe de technologies de diagnostic rapide et à flux latéral qui a mis au point des kits de dépistage de la COVID-19. La bactérie MenB fait partie de la flore non pathogène normale de la cavité nasale de plus de 15 % des adultes, mais elle représente également la cause la plus fréquente des infections invasives à méningocoque (IIM). Les chercheurs de PHA-ST-TRAIN-VAC ont développé un vaccin amélioré pour étendre la couverture de la souche de MenB. Ils ont également conçu un système d’administration à base de ferritine qui s’assemble dans une nanocage sphérique et présente les antigènes MenB pour améliorer l’immunogénicité et l’efficacité du vaccin contre les IIM. De même, les bactéries GBS sont des résidents normaux de la flore vaginale chez 25 % des femmes en bonne santé. Toutefois, elles peuvent passer d’un état asymptomatique à celui d’agents pathogènes bactériens causant de dangereuses infections chez les femmes enceintes et les nouveau-nés. L’équipe du projet a identifié des protéines de pilus comme des candidates prometteuses pour un vaccin contre le GBS. Elles jouent un rôle clé dans l’adhésion et la fixation des agents pathogènes aux cellules hôtes.

La quantique intervient dans la conception et l’administration des vaccins

«Je pense que nos principales découvertes ont démontré que les vaccins à base d’ARN sont efficaces dans les essais précliniques et, depuis, les vaccins à ARNm sont entrés dans la pratique clinique étant donné que les vaccins de Pfizer/BioNTech et de Moderna reposent sur cette technologie», souligne Yvonne Perrie. Parmi les vecteurs non viraux potentiels, les nanoparticules lipidiques sont particulièrement prometteuses. Les chercheurs de PHA-ST-TRAIN-VAC ont montré que ces systèmes d’administration améliorent l’efficacité des vaccins à base d’ARN, et d’autres (dont les nanoparticules polymériques et les émulsions cationiques) peuvent également proposer des alternatives. «Nous avons démontré que ces lipides cationiques faciles à obtenir offrent des résultats comparables aux lipides ionisables brevetés qui ne sont pas faciles à trouver», explique Yvonne Perrie. Cela offre des opportunités pour le développement préclinique et le test rapide de structures d’ARN utilisant des lipides disponibles «en vente libre». Résumant la réussite du projet, Yvonne Perrie souligne: «Nos chercheurs en début de carrière contribuent tous à la création d’une nouvelle science passionnante grâce au financement de PHA ST TRAIN VAC et à l’excellent réseau de formation initiale proposé par le programme Marie Skłodowska-Curie.»

Mots‑clés

PHA-ST-TRAIN-VAC, vaccin, ARN, MenB, GBS, COVID-19, Neisseria meningitidis du sérogroupe B, streptocoques du groupe B

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