Le potentiel des nanoparticules lipidiques dans la livraison de vaccins à ARNm
Ces dernières années, les chercheurs ont activement exploré de nouvelles modalités de traitement pour les maladies infectieuses, en mettant l’accent sur le développement de la nanomédecine. La nanomédecine consiste à utiliser des matériaux à l’échelle nanométrique pour diagnostiquer et traiter des maladies, y compris la délivrance ciblée de médicaments à des emplacements spécifiques du corps. Une approche prometteuse dans la prévention et le contrôle des maladies est l’utilisation de vaccins à ARNm, qui induisent une forte réponse immunitaire et peuvent être efficaces contre les infections virales des poumons telles que la grippe, le coronavirus et le virus respiratoire syncytial (VRS).
Les vaccins à ARNm diffèrent des vaccins traditionnels car ils contiennent un brin de matériel génétique appelé ARNm, encapsulé dans un revêtement spécial. Ces vaccins stimulent une réponse immunitaire robuste, offrant une protection efficace et de longue durée. Pour optimiser la délivrance des vaccins à ARNm, les chercheurs se sont tournés vers les nanoparticules lipidiques. Les nanoparticules lipidiques offrent stabilité et biocompatibilité, ce qui en fait des candidats idéaux pour la délivrance d’ARNm contre les infections virales des poumons.
En surmontant les barrières biologiques aux niveaux systémique et cellulaire, les nanoparticules lipidiques peuvent améliorer la solubilité des médicaments, aider les médicaments à échapper au système immunitaire et prolonger leur présence dans le système circulatoire. Ces nanoparticules peuvent également délivrer plusieurs composés médicamenteux à la cellule cible, assurant une absorption et une libération efficaces des médicaments.
Pour une délivrance ciblée, les systèmes de délivrance de médicaments à base de nanoparticules lipidiques doivent posséder certaines caractéristiques. Ils doivent être capables d’atteindre des tissus cibles spécifiques, les identifier et délivrer le médicament tout en minimisant les dommages aux tissus sains. Les nanoparticules lipidiques, y compris les lipoplexes, les nanoémulsions cationiques, les liposomes traditionnels, les nanoparticules solides et les transporteurs lipidiques nanostructurés, ont été explorées en tant que nanplateformes potentielles pour la délivrance d’ARNm. Parmi ces options, les lipides ont montré la plus grande compatibilité avec les membranes cellulaires.
Les lipides ionisables sont particulièrement importants dans les nanoparticules lipidiques pour la délivrance de vaccins à ARNm, ainsi que d’autres composants tels que les lipides cationiques, le polyéthylène glycol (PEG) lié aux lipides et le cholestérol. La délivrance de l’ARNm par le biais de nanoparticules lipidiques peut se faire par endocytose et liaison électrostatique, ou par fusion avec la membrane cellulaire via des phases lipidiques non bicouches inverses. Les nanoparticules lipidiques jouent un rôle essentiel dans la promotion de la libération de l’ARNm de l’endosome vers le cytoplasme et le contrôle de l’absorption de l’ARNm par la cellule hôte cible.
Implications pour les vaccins contre la grippe, le coronavirus et le VRS
L’utilisation de nanoparticules lipidiques dans les vaccins à ARNm a montré des résultats prometteurs contre des virus tels que la grippe, les coronavirus (y compris le SARS-CoV, le syndrome respiratoire du Moyen-Orient et le SARS-CoV-2) et le virus respiratoire syncytial (VRS).
Pour l’immunisation contre la grippe, les chercheurs ont développé les vaccins ARNm-1440 et ARNm-1851 composés de nanoparticules lipidiques encapsulant de l’ARNm modifié par des nucléosides pur, codant divers antigènes de surface viraux. Dans des études sur des animaux, ces vaccins ont induit des réponses spécifiques aux antigènes, provoqué de fortes réponses des cellules plasmatiques et généré des anticorps neutralisants, démontrant leur efficacité.
Dans le contexte des coronavirus, les vaccins à ARNm basés sur les nanoparticules lipidiques ont joué un rôle crucial dans la lutte contre la pandémie de COVID-19. Les vaccins développés par Pfizer/BioNTech et Moderna ont utilisé des nanoparticules lipidiques pour délivrer de l’ARNm codant des antigènes viraux, ce qui a permis de prévenir avec succès la COVID-19 et met en évidence l’efficacité de la nanomédecine dans la résolution des défis de santé.
Pour le VRS, un candidat vaccin à ARNm utilisant des nanoparticules lipidiques a été développé à la fois pour le VRS A et B. Bien que ce vaccin ait montré des résultats prometteurs en termes d’expression préfusion, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour identifier le système de délivrance de nanoparticules optimal.