explorer des plateformes de pointe pour une meilleure vaccination

Dans une récente revue publiée dans le Transduction du signal et thérapie ciblée Journal, un groupe d’auteurs a résumé les mécanismes, les caractéristiques et les applications des adjuvants, cherchant à surmonter les limitations actuelles des vaccins et à fournir des informations précieuses pour la recherche et le développement futurs.

Étude: Adjuvants vaccinaux : mécanismes et plateformes. Crédit d’image : TelnovOleksii/Shutterstock.com

Arrière-plan

Les adjuvants sont des composants qui améliorent l’efficacité des vaccins en stimulant les réponses immunitaires lorsqu’ils sont combinés avec des antigènes vaccinaux. Il peut s’agir de composés synthétiques ou d’extraits naturels. Les premières expériences des années 1920 ont démontré les effets adjuvants des sels d’aluminium et plus tard des émulsions eau-dans-huile.

Malgré les limitations précédentes, plusieurs nouveaux adjuvants ont été homologués pour les vaccins humains, élargissant les options.

Les adjuvants agissent en activant les cellules immunitaires innées et les récepteurs de reconnaissance de formes, conduisant à des réponses immunitaires adaptatives améliorées. Cependant, en raison de mécanismes complexes et de définitions larges, la compréhension reste limitée.

Adjuvants : mécanismes

Les adjuvants jouent un rôle crucial dans les vaccins en renforçant l’immunité par divers mécanismes. Par exemple, les immunostimulants, un type d’adjuvant, activent les cellules présentatrices d’antigène (APC) en interagissant avec des récepteurs spécifiques tels que les modèles moléculaires associés aux agents pathogènes (PAMP), les modèles moléculaires associés aux dommages (DAMP) ou leurs imitateurs.

Cette activation augmente les réponses immunitaires innées, la maturation de l’APC, la présentation de l’antigène et les signaux de co-stimulation, ce qui entraîne des réponses immunitaires adaptatives robustes.

Une cible importante des immunostimulants de la voie est les récepteurs de type Toll (TLR) sur les APC. Les agonistes du TLR en tant qu’adjuvants activent ces récepteurs, ce qui améliore la présentation de l’antigène, les signaux de co-stimulation et l’expression des cytokines, renforçant finalement les réponses immunitaires adaptatives.

Différents immunostimulants activent des TLR distincts, entraînant divers résultats immunitaires adaptatifs.

Une autre voie ciblée est la voie cyclique guanosine monophosphate-adénosine monophosphate synthase-stimulateur des gènes de l’interféron (cGAS-STING), qui coordonne l’immunité innée et adaptative. Les immunostimulants ciblant cette voie favorisent la polarisation des cellules de type T helper 1 (Th1) et la production de lymphocytes T cytotoxiques (CTL), cruciaux pour le développement de réponses immunitaires efficaces.

Les immunostimulants à base de glucides activent les récepteurs de la lectine de type C (CLR) sur les membranes cellulaires, améliorant les réponses immunitaires adaptatives. Différents CLR déclenchent des voies de signalisation spécifiques, influençant la polarisation des lymphocytes T naïfs.

Les immunostimulants activent également d’autres récepteurs de reconnaissance de formes (PRR) tels que le gène I induit par l’acide rétinoïque (RIG-I), le domaine 1 d’oligomérisation de liaison aux nucléotides (NOD1), le domaine 2 d’oligomérisation de liaison aux nucléotides (NOD2) et la protéine associée au domaine de la protéine thermique du récepteur de type NOD 3 (NLRP3), qui offrent des cibles potentielles pour moduler des réponses immunitaires spécifiques.

Systèmes de prestation : mécanismes

Les systèmes de délivrance servent de transporteurs, stimulant l’absorption et la présentation de l’antigène par les APC. Ils permettent une disponibilité prolongée de l’antigène grâce à une libération prolongée, améliorant les réponses immunitaires. Ciblant les APC, ils imitent les caractéristiques des agents pathogènes, améliorant la reconnaissance des antigènes. La liaison directe aux récepteurs APC augmente l’absorption d’antigènes et l’immunité cellulaire.

En optimisant la taille, la charge et l’hydrophilie, ils se dirigent efficacement vers les ganglions lymphatiques, renforçant les réponses immunitaires.

De plus, ils favorisent la présentation croisée des antigènes par l’effet d’éponge à protons, la déstabilisation de la membrane et l’internalisation photochimique, améliorant le CD8⁺ Immunité médiée par les lymphocytes T pour la vaccination virale et anticancéreuse. Ces mécanismes amplifient les signaux antigéniques et révolutionnent le développement de vaccins.

Plateformes adjuvantes classiques

Les adjuvants classiques augmentent considérablement l’efficacité du vaccin. L’aluminium, le MF59, le système adjuvant (AS) 01, AS03, AS04 et l’oligodésoxynucléotide CpG (CpG ODN) 1018 en sont de parfaits exemples.

Les adjuvants à base d’aluminium améliorent les réponses immunitaires en libérant régulièrement des antigènes et en activant les voies immunitaires innées, bien que leur efficacité à induire l’immunité cellulaire soit en cours de recherche.

Les adjuvants d’émulsion, tels que MF59 et AS03, libèrent lentement des antigènes, stimulent les cellules immunitaires innées et déclenchent principalement des réponses biaisées Th2. Les adjuvants à base de molécules agonistes du TLR, AS04 (agoniste du TLR4 avec aluminium) et CpG ODN 1018 (agoniste du TLR9), provoquent de fortes réponses Th1 et cellulaires, améliorant l’efficacité du vaccin.

AS01, un système liposomal avec du monophosphoryl lipide A (MPLA) et Quillaja Saponaria (QS)-21, induit une réponse à prédominance Th1, améliorant les vaccins contre le paludisme, le zona et la tuberculose potentielle.

Plateformes adjuvantes en recherche

De nombreuses plateformes d’immunostimulants sont explorées en tant qu’adjuvants de vaccins pour améliorer l’efficacité. Une approche implique des acides ribonucléiques synthétiques double brin (ARNdb) ciblant le TLR3 et le gène 5 associé à la différenciation du mélanome (MDA5), favorisant les réponses immunitaires biaisées par Th1 et les CTL.

Polyinosinique : l’acide polycytidylique (Poly-I:C) et l’acide polyinosinique-polycytidylique stabilisé avec de la polylysine et de la carboxyméthylcellulose (poly-ICLC) sont prometteurs dans les vaccins anticancéreux. Pourtant, des systèmes de livraison soigneux sont essentiels pour minimiser les effets secondaires.

Le glucopyranosyl lipide A (GLA) et ses dérivés activent TLR4 sur les APC, induisant des réponses immunitaires de type Th1. L’émulsion stable GLA (GLA-SE) stimule les réponses immunitaires protectrices dans les vaccins contre la grippe, la tuberculose et d’autres vaccins. Les imidazoquinolines activent le TLR7/8, améliorant les réponses immunitaires dans les vaccins anticancéreux et viraux.

Les molécules d’ADN synthétique (ODN CPG) agissant comme agonistes du TLR9 sont également prometteuses dans divers vaccins. Les dinucléotides cycliques (CDN) activent la voie cGAS-STING, conduisant à des réponses robustes de type Th1 et CTL. Les CDN naturels et synthétiques ont un potentiel en tant qu’adjuvants de vaccins lorsqu’ils sont encapsulés dans des nanoparticules.

En outre, les adjuvants métaboliques, tels que les statines lipophiles et les bisphosphonates, ciblent la voie du mévalonate, prolongeant la rétention de l’antigène et améliorant la présentation de l’antigène. L’inhibition des cibles mammifères du complexe rapamycine (mTOR) et l’activation du contrôle général non dérépressible 2 (GCN2) sont également prometteuses en tant que cibles adjuvantes potentielles.

Le manganèse (Mn) et ses dérivés présentent également un potentiel en tant qu’adjuvants en activant la voie cGAS-STING, en induisant des interférons de type I et en améliorant la présentation des antigènes et les réponses immunitaires.

Les nanoadjuvants à base de Mn, comme la gelée de manganèse (MnJ), démontrent une efficacité vaccinale prometteuse, ce qui en fait des cibles intéressantes pour le développement de nouveaux adjuvants. Ces diverses plateformes contribuent à faire progresser le développement et l’efficacité des vaccins.

Systèmes de livraison à l’étude

Divers systèmes d’administration de vaccins basés sur des matériaux d’ingénierie sont apparus ces dernières années, notamment des nanoémulsions eau-dans-huile, des nanoparticules lipidiques (LNP), des nanoparticules de polymère, des particules de type virus (VLP), des nanoparticules de protéines en cage et des nanomatériaux inorganiques.

Ces plateformes possèdent des mécanismes d’action et des propriétés physicochimiques distincts, influençant l’efficacité de la vaccination. Notamment, les nanoémulsions eau-dans-huile Montanide ISA 51 et Montanide ISA 720 sont testées dans des essais cliniques en tant qu’adjuvants, améliorant la production d’anticorps et de CTL.

Les LNP, tels que les vaccins BNT162b2 de Pfizer et ARN messager-1273 de Moderna, ont joué un rôle important dans la lutte contre la maladie à coronavirus-19 (COVID-19).

D’autres plateformes telles que les VLP, les nanoparticules de protéines en cage et les nanomatériaux inorganiques montrent des résultats prometteurs dans les études précliniques et les essais cliniques, indiquant leur potentiel en tant qu’adjuvants innovants pour les vaccins. Cependant, les problèmes de sécurité nécessitent une enquête plus approfondie pour la traduction clinique.

conclusion

En résumé, les adjuvants sont des composants essentiels qui améliorent l’efficacité des vaccins en stimulant les réponses immunitaires. Les immunostimulants ciblant divers PRR jouent un rôle clé dans la promotion de l’immunité adaptative.

De nouvelles plateformes adjuvantes à l’étude offrent des perspectives prometteuses pour surmonter les limitations actuelles des vaccins et améliorer l’efficacité des vaccins.

La poursuite de la recherche et du développement dans ce domaine sera essentielle pour développer des vaccins plus sûrs et plus efficaces pour combattre les maladies infectieuses et améliorer la santé mondiale.