Pour lutter contre le cancer, les chercheurs utilisent de plus en plus des vaccins qui stimulent le système immunitaire pour identifier et détruire les cellules tumorales. Cependant, la réponse immunitaire souhaitée n'est pas toujours garantie. Afin de renforcer l'efficacité des vaccins sur le système immunitaire et en particulier sur les lymphocytes T, spécialisé dans la détection des cellules cancéreuses - chercheurs des universités de Genève (UNIGE), Fribourg (UNIFR), Munich, et Bayreuth, en collaboration avec la société allemande AMSilk, ont développé des microcapsules de soie d'araignée capables de délivrer le vaccin directement au cœur des cellules immunitaires. Ce processus, publié dans la revue Biomatériaux , pourrait également être appliqué aux vaccins préventifs pour protéger contre les maladies infectieuses, et constitue une étape importante vers des vaccins stables, facile à utiliser, et résistant aux conditions de stockage les plus extrêmes.

Notre système immunitaire repose en grande partie sur deux types de cellules :les lymphocytes B, qui produisent les anticorps nécessaires pour se défendre contre diverses infections, et les lymphocytes T. Dans le cas du cancer et de certaines maladies infectieuses comme la tuberculose, Les lymphocytes T doivent être stimulés. Cependant, leur mécanisme d'activation est plus complexe que celui des lymphocytes B :pour déclencher une réponse, il faut utiliser un peptide, un petit morceau de protéine qui, s'il est injecté seul, est rapidement dégradée par l'organisme avant même d'atteindre sa cible.

« Développer des médicaments immunothérapeutiques efficaces contre le cancer, il est essentiel de générer une réponse significative des lymphocytes T, " dit le professeur Carole Bourquin, spécialiste des immunothérapies antitumorales aux facultés de médecine et des sciences de l'UNIGE, qui a dirigé ce travail. "Comme les vaccins actuels n'ont qu'une action limitée sur les lymphocytes T, il est crucial de développer d'autres procédures de vaccination pour surmonter ce problème."

Une capsule pratiquement indestructible

Les scientifiques ont utilisé des biopolymères synthétiques de soie d'araignée, un matériau léger, biocompatible, matériau non toxique hautement résistant à la dégradation par la lumière et la chaleur.

"Nous avons recréé cette soie spéciale en laboratoire pour insérer un peptide aux propriétés vaccinales, " explique Thomas Scheibel, un spécialiste mondial de la soie d'araignée de l'Université de Bayreuth qui a participé à l'étude. "Les chaînes de protéines résultantes sont ensuite relarguées pour former des microparticules injectables."

Les microparticules de soie forment une capsule de transport qui protège le peptide vaccinal d'une dégradation rapide dans l'organisme, et délivre le peptide au centre des cellules ganglionnaires, augmentant ainsi considérablement les réponses immunitaires des lymphocytes T. "Notre étude a prouvé la validité de notre technique, " révèle Carole Bourquin. " Nous avons démontré l'efficacité d'une nouvelle stratégie vaccinale extrêmement stable, facile à fabriquer et facilement personnalisable."

Vers un nouveau modèle de vaccin

Les particules de biopolymère de soie synthétique démontrent une haute résistance à la chaleur, résister à plus de 100°C pendant plusieurs heures sans dommage. En théorie, ce procédé permettrait de développer des vaccins ne nécessitant pas d'adjuvants et de chaînes du froid. Un avantage indéniable, surtout dans les pays en développement où l'une des grandes difficultés est la conservation des vaccins. Une des limites de ce processus, cependant, est la taille des microparticules :alors que le concept est en principe applicable à n'importe quel peptide, qui sont tous suffisamment petits pour être incorporés dans les protéines de la soie, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour voir s'il est également possible d'incorporer les plus gros antigènes utilisés dans les vaccins standard, notamment contre les maladies virales.

"De plus en plus, les scientifiques essaient d'imiter la nature dans ce qu'elle fait de mieux, " ajoute Scheibel. " Cette approche a même un nom :bioinspiration, c'est exactement ce que nous avons fait ici." Les propriétés de la soie d'araignée en font un produit particulièrement intéressant :biocompatible, solide, mince, biodégradable, résistant aux conditions extrêmes et même antibactérien, on peut imaginer de multiples applications, y compris les pansements ou les sutures.