Les scientifiques de l'Institut Karolinska, Suède, en collaboration avec des chercheurs de l'Université d'Oslo, Norvège, ont démontré la distance la plus précise entre les antigènes densément emballés afin d'obtenir la liaison la plus forte aux anticorps dans le système immunitaire. L'étude, qui est publié dans la revue Nature Nanotechnologie , peut être important pour le développement de vaccins et d'immunothérapies utilisés dans le cancer.

Les vaccins agissent en entraînant le système immunitaire avec des mélanges inoffensifs d'antigènes (substances étrangères qui déclenchent une réaction dans le système immunitaire), d'un virus, par exemple. Lorsque le corps est ensuite exposé au virus, le système immunitaire reconnaît les antigènes que transporte le virus et est capable de prévenir efficacement une infection.

Aujourd'hui, de nombreux nouveaux vaccins utilisent ce qu'on appelle "l'affichage des particules, " ce qui signifie que les antigènes sont introduits dans le corps et présentés au système immunitaire sous forme de particules avec beaucoup d'antigènes densément emballés à la surface. Dans certains cas, l'affichage particulaire des antigènes fonctionne mieux comme vaccin que la simple fourniture d'antigènes libres ; un exemple est le vaccin contre le VPH, qui protège contre le cancer du col de l'utérus.

Anticorps, ou des immunoglobulines, peut-être la partie la plus importante de la défense du corps contre l'infection, lier très efficacement les antigènes. Les anticorps ont une structure en forme de Y grâce à laquelle chaque "bras" peut se lier à un antigène. De cette façon, chaque molécule d'anticorps peut généralement lier deux molécules d'antigène.

Dans l'étude actuelle, les chercheurs ont examiné à quelle distance et à quelle distance les antigènes peuvent être regroupés sans affecter de manière significative la capacité d'un anticorps à lier les deux molécules simultanément.

« Nous avons pour la première fois pu mesurer avec précision les distances entre les antigènes qui se traduisent par la meilleure liaison simultanée des deux bras de différents anticorps. Des distances d'environ 16 nanomètres fournissent la liaison la plus forte, " dit Björn Högberg, professeur au Département de biochimie médicale et de biophysique, Institut Karolinska, qui a dirigé l'étude.

L'étude montre également que l'immunoglobuline M (IgM), le premier anticorps impliqué dans une infection, est une portée beaucoup plus grande, c'est la capacité de lier deux antigènes, qu'on ne le pensait auparavant. Les IgM ont également une portée significativement plus grande que les anticorps IgG produits à un stade ultérieur d'une infection.

La technologie utilisée par les scientifiques est basée sur une technique relativement nouvelle connue sous le nom d'origami ADN, qui est utilisé depuis 2006, qui permet de concevoir des nanostructures précises en utilisant l'ADN. Cependant, ce n'est que ces dernières années que les scientifiques ont appris à utiliser cette technique dans la recherche biologique. L'application utilisée dans l'étude est nouvellement développée.

"En mettant des antigènes sur ces structures d'origami d'ADN, nous pouvons fabriquer des surfaces avec des distances précises entre les antigènes, puis mesurer comment différents types d'anticorps s'y attachent. Nous pouvons maintenant mesurer exactement comment les anticorps interagissent avec plusieurs antigènes d'une manière qui était auparavant impossible, " dit Björn Högberg.

Les résultats peuvent être utilisés pour mieux comprendre la réponse immunitaire, par exemple pourquoi les lymphocytes B, un type de globule blanc, sont si efficacement activés par les vaccins à affichage particulaire, et concevoir de meilleurs anticorps pour l'immunothérapie dans le traitement du cancer.

La recherche a été menée en étroite collaboration avec le Laboratoire d'immunité adaptative et d'homéostasie dirigé par Jan Terje Anderson, à l'Université d'Oslo et à l'hôpital universitaire d'Oslo.

« Nous étudions la relation entre la structure et la fonction des anticorps. Une telle compréhension est importante lorsque nous concevons la prochaine génération de vaccins et d'anticorps pour le traitement sur mesure de maladies graves. Nous recherchons depuis longtemps de nouvelles méthodes qui peuvent nous aider à obtenir des détails comprendre comment différents anticorps se lient aux antigènes. La collaboration avec Björn Högberg a ouvert de toutes nouvelles portes, " dit Jan Terje Andersen.