Plus de 2 milliards de personnes dans le monde sont entièrement vaccinées contre le COVID-19. Cependant, beaucoup de ceux qui vivent dans des pays à ressources limitées n'ont pas pu se faire vacciner, en partie parce que ces zones manquent d'installations d'expédition et de stockage à température contrôlée. Maintenant, des chercheurs travaillant dans ACS Nano ont développé un patch micro-aiguille qui délivre un vaccin à ADN COVID-19 dans la peau, provoquant de fortes réponses immunitaires dans les cellules et les souris. Surtout, le patch peut être conservé plus de 30 jours à température ambiante.

À ce jour, la Food and Drug Administration des États-Unis a autorisé trois vaccins à utiliser pendant la pandémie de COVID-19 :un à base de protéines, et deux sur l'ARN. Tous doivent être conservés au réfrigérateur ou congelés, ce qui limite leur distribution aux zones éloignées ou aux ressources limitées. En outre, les vaccins doivent être administrés par un professionnel de la santé sous forme d'injection dans un muscle. Parce que les cellules immunitaires ne se trouvent généralement pas dans les muscles, les scientifiques ont étudié diverses façons d'administrer des vaccins dans la peau, qui contient des cellules présentatrices d'antigène (CPA) abondantes et pourrait donc générer une réponse immunitaire plus forte. Hui Li, Guangjun Nie, Hai Wang et ses collègues voulaient développer un patch micro-aiguille qui délivre efficacement un vaccin COVID-19 sous la peau, provoquant une immunité puissante et durable sans avoir besoin d'une chaîne du froid ou d'injections douloureuses.

Les chercheurs ont basé leur vaccin sur l'ADN, qui est plus facile à fabriquer que l'ARN ou la protéine. Il est également plus stable que l'ARN. Cependant, dans les essais cliniques, les vaccins à ADN intramusculaire ont été limités dans leur efficacité parce que, contrairement à l'ARN ou aux protéines, l'ADN doit trouver son chemin à l'intérieur du noyau cellulaire pour fonctionner. En administrant le vaccin dans la peau riche en APC plutôt que dans les muscles, les chercheurs ont estimé qu'ils pourraient augmenter les chances que l'ADN pénètre dans le noyau d'un APC.

Pour rendre leur système de livraison, l'équipe a attaché des séquences d'ADN codant pour la protéine de pointe SARS-CoV-2 ou la protéine de nucléocapside à la surface de nanoparticules non toxiques. À l'intérieur des nanoparticules se trouvait un adjuvant, une molécule qui aide à stimuler une réponse immunitaire. Puis, les chercheurs ont recouvert un patch de micro-aiguille avec les nanoparticules de vaccin. Le petit patch rectangulaire contenait 100 microaiguilles biodégradables, chacun moins de 1/10 du diamètre d'un dard d'abeille, qui pourraient pénétrer sans douleur la couche externe de la peau. Les chercheurs ont testé le système sur des souris, montrant que le patch micro-aiguille codant pour la protéine de pointe provoquait de fortes réponses en anticorps et en lymphocytes T, sans effets secondaires observables. Étant donné que les timbres vaccinaux peuvent être conservés à température ambiante pendant au moins 30 jours sans perdre en efficacité, ils pourraient être un outil important pour développer des vaccins COVID-19 avec une accessibilité mondiale, disent les chercheurs.