Selon une étude publiée dans le Journal of Investigative dermatology, un nouveau patch de vaccin antigrippal sans aiguille a stimulé le système immunitaire, un peu comme un vaccin antigrippal traditionnel sans effets secondaires négatifs. Bien que la recherche en soit à ses débuts (le patch n’a pas été testé chez l’homme), il s’agit d’une étape importante vers une technologie qui pourrait remplacer les méthodes de vaccination à base d’aiguilles qui nécessitent une administration par les travailleurs de la santé et l’élimination des déchets dangereux.
« Les scientifiques étudient les approches vaccinales sans aiguille depuis près de deux décennies, mais aucune des technologies n’a été à la hauteur du battage médiatique », a déclaré Benjamin L. Miller, Ph.D., auteur correspondant et professeur de dermatologie au Centre médical de l’Université de Rochester. « Notre patch surmonte de nombreux défis auxquels sont confrontés les patchs à microaiguilles pour l’administration du vaccin, la principale méthode testée au fil des ans, et notre efficacité et notre manque de toxicité me rendent enthousiaste à l’idée d’un produit qui pourrait avoir d’énormes implications pour la santé mondiale. »
Une maladie cutanée commune ouvre la voie au vaccin antigrippal sans aiguille
Il est difficile de transporter de grosses molécules comme les protéines du vaccin antigrippal à travers la peau, car la peau est destinée à garder les choses hors du corps, à ne pas les laisser entrer. L’équipe de l’étude a tiré les leçons de la recherche et du traitement d’une maladie inflammatoire de la peau commune pour surmonter cet obstacle et éclairer sa stratégie de patch vaccinal contre la grippe.
Chez les patients atteints d’eczéma ou de dermatite atopique, la barrière cutanée fuit, permettant aux pollens, aux moisissures et à une foule d’autres allergènes d’entrer par la peau et d’être détectés par le système immunitaire. Lisa A. Beck, MD, auteur correspondant et professeur de dermatologie au Centre médical de l’Université de Rochester, a découvert que l’expression d’une protéine appelée claudine-1 aide à maintenir la résistance de la barrière et à réduire la perméabilité de la peau. La claudine-1 est significativement réduite chez les patients atteints d’eczéma (d’où la barrière cutanée qui fuit) par rapport aux personnes sans maladie.
Dans des recherches antérieures, Beck a constaté que la diminution de l’expression de la claudine-1 dans les cellules de la peau provenant de donneurs sains rendait la peau plus perméable. Beck, Miller et le premier auteur Matthew Brewer, Ph.D., se demandaient s’ils pouvaient utiliser cette perméabilité induite pour faire passer un virus vaccinal contre la grippe à travers la peau. La clé serait de perturber la barrière cutanée assez longtemps pour délivrer le virus, mais pas si longtemps pour laisser entrer des objets indésirables.
Comment ça marche: la dermatologie, la chimie et la biologie des vaccins entrent en collision
Miller, chimiste, a travaillé avec Brewer, formé en biologie des vaccins et en immunologie, pour développer des peptides synthétiques qui se lient à la claudine et l’inhibent – 1 dans le but d’ouvrir la barrière cutanée. Ils ont testé leurs formulations dans des cellules de peau humaine et ont identifié un peptide qui perturbait la barrière sans aucun effet toxique.
Ensuite, ils ont conçu un patch contenant le peptide synthétique et un vaccin recombinant contre la grippe et testé deux scénarios. Dans le premier cas, ils ont placé le patch sur des souris pour amorcer le système immunitaire et ont ensuite administré un vaccin intramusculaire contre la grippe pour renforcer l’immunité. Dans la seconde, ils ont fait le contraire, en administrant d’abord un vaccin intramusculaire contre la grippe pour amorcer le système immunitaire, suivi du patch pour renforcer l’immunité.
Dans les deux scénarios, ils ont placé le patch de vaccin contre la grippe, qui ressemble à un tout petit morceau de ruban adhésif, sur le dos des souris et l’ont laissé si elles étaient là pour aussi peu que 18 et aussi longtemps que 36 heures. Le patch a effectivement ouvert la barrière cutanée, mesurée par la perte d’eau à travers la peau.
Lorsque le patch a été placé en premier, il n’y avait pas de réponse immunitaire significative, ce qui suggère qu’il pourrait ne pas être efficace pour protéger adéquatement un nourrisson naïf de la grippe qui n’a pas reçu de vaccin antigrippal ou qui n’a pas été exposé au virus. Mais, il a déclenché une réponse immunitaire robuste (mesurée par une augmentation des anticorps contre le virus vaccinal contre la grippe) lorsqu’il a suivi le vaccin intramusculaire, suggérant qu’il pourrait renforcer l’immunité préexistante pour toute personne de six mois ou plus qui a été vaccinée et / ou exposée au virus (imitant ce qui se passe lorsque nous recevons des vaccins contre la grippe saisonnière année après année).
Fait important, l’équipe n’a constaté aucun changement physique de la peau au cours de la période de trois mois observée chez les souris, ce qui signifie que la brève perturbation de la barrière n’a pas augmenté le risque d’infection.
« Lorsque nous avons appliqué le patch avec le peptide, la peau de la souris est devenue perméable pendant une courte période », a déclaré Brewer, chercheur postdoctoral dans les laboratoires Beck et Miller. « Mais dès que le patch a été retiré, la barrière cutanée a commencé à se fermer. Nous avons constaté des différences significatives dès une heure après le retrait et, 24 heures plus tard, la peau était redevenue normale, ce qui est une excellente nouvelle du point de vue de la sécurité. »
Amélioration de l’administration de vaccins pour la santé mondiale
Les vaccins actuels à base d’aiguilles sont efficaces, mais nécessitent l’administration de personnel médical, génèrent des risques biologiques (objets tranchants) nécessitant une élimination et provoquent douleur et anxiété chez les patients – autant d’obstacles à l’administration dans les pays du monde en développement, qui sont les domaines où les besoins sont les plus grands.
» Ces pays n’ont pas la main-d’œuvre nécessaire pour vacciner des populations entières « , a déclaré Beck. « En plus de cela, il y a une aversion pour les soins de santé dans bon nombre de ces communautés. Une aiguille est douloureuse, invasive, et cela rend les choses plus difficiles lorsque vous avez affaire à un biais culturel contre la médecine préventive. »
Un patch vaccinal contre la grippe pourrait fournir un moyen non invasif d’administrer des vaccins rapidement et à moindre coût à un grand nombre de personnes.
« Si vous voulez vacciner un village en Afrique, vous ne voulez pas le faire avec des aiguilles », a ajouté Miller. « Un patch n’a pas besoin d’être réfrigéré, il peut être appliqué par n’importe qui, et il n’y a aucun souci d’élimination ou de réutilisation des aiguilles. »
Et après ?
Il reste beaucoup de travail à faire sur le timbre vaccinal contre la grippe, y compris des études supplémentaires sur les animaux pour aider l’équipe à optimiser la durée pendant laquelle le timbre doit rester sur la peau pour stimuler de manière appropriée la réponse immunitaire. L’équipe espère mener des essais sur des humains à l’avenir et estime que si le patch est efficace chez les personnes, il pourrait fonctionner pour des maladies pour lesquelles il existe déjà un vaccin à base d’aiguilles.
La recherche a été financée par une subvention de développement technologique d’UR Ventures et des subventions des National Institutes of Health. Outre Miller, Beck et Brewer, Elizabeth Anderson, Radha Pandya, Anna DeBenedetto, Takeshi Yoshida, Tom Hilimire et Luis Martinez-Sobrido ont contribué à l’étude. Deux des peptides synthétiques développés par l’équipe sont brevetés et deux sont sous brevet provisoire.
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Le Centre médical de l’Université de Rochester abrite environ 3 000 personnes qui mènent des recherches sur tout, du cancer et des maladies cardiaques à la maladie de Parkinson, en passant par la grippe pandémique et l’autisme. Répartis dans de nombreux centres, instituts et laboratoires, nos scientifiques ont mis au point des thérapies qui ont amélioré la santé humaine localement, dans la région et à travers le monde. Pour en savoir plus, visitez www.urmc.rochester.edu/research .