D’une manière générale, plus le degré de restitution d’informations d’un vaccin sur un virus est élevé, plus son efficacité potentielle est grande. Le virus lui-même est le vaccin le plus authentique, comme le virus varicelle-zona, qui confère une immunité à vie après une seule infection. Cependant, les virus développent également des mécanismes pour échapper à la surveillance immunitaire au cours de leur longue histoire évolutive, par exemple en échappant à la poursuite du système immunitaire en changeant fréquemment de déguisement grâce à une grande mutabilité.
Alternativement, ils peuvent réduire leur propre visibilité et se cacher de manière invasive grâce à des mécanismes spéciaux, et les coronavirus sont experts dans l’emploi de ces deux tactiques.
En tant que virus à ARN, les coronavirus présentent un avantage naturel en termes de mutabilité élevée. Pendant ce temps, nommés « couronne » en raison des protubérances en forme de couronne à leur surface, les coronavirus affichent les informations antigéniques les plus cruciales sur la protéine du domaine de liaison au récepteur (RBD) située au sommet de ces protubérances en forme de couronne.
L’information antigénique est dispersée parmi les pics solitaires de la surface virale, ressemblant à une couronne. Cette structure spatialement discrète est difficile à reconnaître efficacement par le système immunitaire.
En abordant les caractéristiques structurelles des coronavirus, une équipe dirigée par les professeurs Xuesi Chen et Wantong Song de l'Institut de chimie appliquée de Changchun a signalé un vaccin à nanoparticules polymères viromimétiques (VPNVax). Le vaccin a été préparé en réorganisant les protéines RBD du coronavirus et en les modifiant à la surface de nanoparticules polymères de polyéthylène glycol et d'acide polylactique pré-assemblées.
Cette stratégie de préparation modulaire offre plusieurs avantages :(1) elle permet un contrôle flexible de la densité de l'antigène (valence) à la surface du vaccin nanoparticulaire; (2) permet la substitution de protéines antigéniques pour répondre rapidement aux épidémies de différentes variantes virales; (3) facilite la transformation directe des protéines sous-unitaires en vaccins nanoparticulaires, rationalisant ainsi le processus de préparation rapide à grande échelle.
La morphologie du VPNVax sous cryomicroscopie électronique est extrêmement similaire à la structure du virus, avec des protéines antigéniques densément réparties sur la surface sphérique du support de nanoparticules. Grâce à des calculs théoriques utilisant le modèle de réseau sphérique de Fibonacci et la régulation des conditions de réaction chimique, l'équipe de recherche a réussi à préparer des VPNVax avec différentes valences de surface.
Les résultats ont montré que la valence de l’antigène de surface avait effectivement un impact significatif sur l’effet immunostimulateur du vaccin à base de nanoparticules. Une densité d'antigène plus élevée à la surface de VPNVax améliore sa capacité d'activation directe sur les cellules B, validant indirectement le mécanisme du coronavirus consistant à échapper à la surveillance immunitaire en réduisant la densité d'antigène de surface à travers des saillies de type couronne.
Cela a également souligné la nécessité d’optimiser et de contrôler la valence de surface des vaccins à nanoparticules. Cependant, une valence trop élevée réduisait également la stabilité structurelle de VPNVax, nécessitant une valence modérée pour atteindre un équilibre entre effets stimulants et stabilité.
L'équipe de recherche a en outre découvert que pour les protéines antigéniques de différentes tailles, l'effet immunostimulant optimal du VPNVax préparé se produisait lorsque la couverture protéique de surface était comprise entre 20 % et 25 %. De plus, le VPNVax avec les paramètres structurels optimaux, lorsqu'il est combiné avec des adjuvants commerciaux à base d'aluminium, a obtenu un effet immunostimulateur plus fort, et il a été prouvé que son sérum immunitaire avait des effets neutralisants contre les virus.
Plus important encore, cette plateforme vaccinale à base de polymère peut développer et exploiter davantage la fonction adjuvante du support polymère. En transportant des agonistes immunitaires ou en régulant la chiralité du polymère, VPNVax pourrait simultanément activer des réponses immunitaires cellulaires.
En résumé, les recherches menées sur la plateforme VPNVax concernant la relation structure-effet des vaccins à nanoparticules et la stratégie de préparation qui combine la technologie de synthèse des matériaux offrent de nouvelles perspectives pour la conception de la prochaine génération de vaccins à particules pseudo-virales.
Les travaux sont publiés dans la revue National Science Review .
Plus d'informations : Zichao Huang et al, Vaccins modulaires à nanoparticules polymères viromimétiques (VPNVaxs) pour susciter des réponses immunitaires humorales durables et efficaces, National Science Review (2023). DOI : 10.1093/nsr/nwad310
Fourni par Science China Press
