Un nouveau vaccin à nanoparticules développé par des chercheurs du MIT pourrait contribuer aux efforts visant à éradiquer la polio dans le monde. Le vaccin, qui délivre plusieurs doses en une seule injection, pourrait faciliter la vaccination des enfants dans les régions reculées du Pakistan et d'autres pays où la maladie est encore présente.

Alors que le nombre de cas signalés de poliomyélite a chuté de 99 % dans le monde entre 1988 et 2013, selon les Centers for Disease Control, la maladie n'a pas été complètement éradiquée, en partie à cause de la difficulté d'atteindre les enfants dans les zones reculées pour leur donner les deux à quatre injections de vaccin antipoliomyélitique nécessaires pour renforcer l'immunité.

« Disposer d'un vaccin à injection unique qui peut provoquer une protection complète pourrait être très utile pour parvenir à l'éradication, " dit Ana Jaklenec, un chercheur à l'Institut Koch du MIT pour la recherche intégrative sur le cancer et l'un des auteurs principaux de l'article.

Robert Langer, le professeur David H. Koch Institute au MIT, est également un auteur principal de l'étude, qui apparaît dans le Actes de l'Académie nationale des sciences la semaine du 21 mai. Stephany Tzeng, un ancien postdoctorant du MIT qui est maintenant associé de recherche à la faculté de médecine de l'Université Johns Hopkins, est l'auteur principal de l'article.

« Nous sommes très enthousiasmés par les approches et les résultats de cet article, qui, j'espère, conduira un jour à de meilleurs vaccins pour les patients du monde entier, "? Langer dit.

Éradication mondiale

Il n'y a pas de médicaments contre le poliovirus, et dans environ 1 % des cas, il pénètre dans le système nerveux, où il peut provoquer une paralysie. Le premier vaccin contre la polio, aussi appelé vaccin de Salk, a été développé dans les années 1950. Ce vaccin consiste en une version inactivée du virus, qui est généralement administré en une série de deux à quatre injections, à partir de 2 mois. En 1961, un vaccin oral a été développé, qui offre une certaine protection avec une seule dose mais est plus efficace avec deux à trois doses.

Le vaccin oral, qui consiste en un virus à virulence réduite mais toujours viable, a été progressivement supprimée dans la plupart des pays car, dans de très rares cas, il peut muter en une forme virulente et provoquer une infection. Il est encore utilisé dans certains pays en développement, cependant, car il est plus facile d'administrer les gouttes que d'atteindre les enfants pour des injections multiples du vaccin Salk.

Pour que les efforts d'éradication de la poliomyélite réussissent, le vaccin oral doit être complètement abandonné, pour éliminer le risque de réactivation du virus chez une personne immunisée. Il y a plusieurs années, Le laboratoire de Langer a reçu un financement de la Fondation Bill et Melinda Gates pour essayer de développer un vaccin injectable qui pourrait être administré une seule fois mais transporter plusieurs doses.

"L'objectif est de s'assurer que tout le monde dans le monde est immunisé, " dit Jaklenec. " Les enfants de certains de ces pays en développement difficiles à atteindre ont tendance à ne pas recevoir la série complète de coups de feu nécessaires pour se protéger. "

Pour créer un vaccin à injection unique, l'équipe du MIT a encapsulé le vaccin antipoliomyélitique inactivé dans un polymère biodégradable connu sous le nom de PLGA. Ce polymère peut être conçu pour se dégrader après un certain temps, permettant aux chercheurs de contrôler quand le vaccin est libéré.

"Il y a toujours un peu de vaccin qui reste à la surface ou très près de la surface de la particule, et dès qu'on le met dans le corps, tout ce qui est à la surface peut simplement se diffuser. C'est l'éclatement initial, " dit Tzeng. " Ensuite, les particules s'assoient au site d'injection et au fil du temps, à mesure que le polymère se dégrade, ils libèrent le vaccin en rafales à des moments définis, sur la base du taux de dégradation du polymère.

Les chercheurs ont dû surmonter un obstacle majeur qui a contrecarré les efforts précédents pour utiliser le PLGA pour l'administration du vaccin contre la poliomyélite :le polymère se décompose en sous-produits appelés acide glycolique et acide lactique, et ces acides peuvent nuire au virus de sorte qu'il ne provoque plus le bon type de réponse anticorps.

Pour éviter que cela ne se produise, l'équipe du MIT a ajouté des polymères chargés positivement à leurs particules. Ces polymères agissent comme des « éponges à protons, " absorber des protons supplémentaires et rendre l'environnement moins acide, permettant au virus de rester stable dans le corps.

Vaccination réussie

Dans le PNAS étudier, les chercheurs ont conçu des particules qui délivreraient une rafale initiale au moment de l'injection, suivi d'une deuxième version environ 25 jours plus tard. Ils ont injecté les particules dans des rats, puis envoyé des échantillons de sang des rats immunisés aux Centers for Disease Control pour des tests. Ces études ont révélé que les échantillons de sang de rats immunisés avec le vaccin à particules à injection unique présentaient une réponse en anticorps contre le poliovirus tout aussi forte que, ou plus fort que, des anticorps de rats ayant reçu deux injections de vaccin antipoliomyélitique Salk.

Pour délivrer plus de deux doses, les chercheurs disent qu'ils pourraient concevoir des particules qui libèrent le vaccin à l'injection et un mois plus tard, et les mélanger avec des particules qui se libèrent à l'injection et deux mois plus tard, resulting in three overall doses, each a month apart. The polymers that the researchers used in the vaccines are already FDA-approved for use in humans, so they hope to soon be able to test the vaccines in clinical trials.

The researchers are also working on applying this approach to create stable, single-injection vaccines for other viruses such as Ebola and HIV.