Marie Leroy
Faire vacciner les personnes qui en ont besoin n’est pas toujours facile. De nombreux vaccins nécessitent un entreposage frigorifique, ce qui rend difficile leur expédition vers des régions éloignées qui ne disposent pas de l’infrastructure nécessaire.
Les chercheurs du MIT ont trouvé une solution attainable à ce problème : une imprimante de vaccins cellular qui pourrait être mise à l’échelle pour produire des centaines de doses de vaccin en une journée. Ce form d’imprimante, qui peut tenir sur une table, pourrait être déployé partout où des vaccins sont nécessaires, selon les chercheurs.
“Nous pourrions un jour avoir une creation de vaccins à la demande”, déclare Ana Jaklenec, chercheuse au Koch Institute for Integrative Cancer Research du MIT. “Si, par exemple, il y avait une épidémie d’Ebola dans une région particulière, on pourrait y expédier quelques-unes de ces imprimantes et vacciner les habitants de cet endroit.”
L’imprimante produit des patchs avec des centaines de micro-aiguilles contenant du vaccin. Le patch peut être attaché à la peau, permettant au vaccin de se dissoudre sans avoir besoin d’une injection traditionnelle. Une fois imprimés, les patchs vaccinaux peuvent être conservés pendant des mois à température ambiante.
Dans une étude parue aujourd’hui dans Character Biotechnology, les chercheurs ont montré qu’ils pouvaient utiliser l’imprimante pour produire des vaccins thermostables à ARN Covid-19 qui pourraient induire une réponse immunitaire similar à celle générée par les vaccins à ARN injectés, chez la souris.
Effect de vaccins
La plupart des vaccins, y compris les vaccins à ARNm, doivent être réfrigérés pendant leur stockage, ce qui rend difficile leur stockage ou leur envoi vers des endroits où ces températures ne peuvent pas être maintenues. De additionally, ils ont besoin de seringues, d’aiguilles et de professionnels de la santé qualifiés pour les administrer.
Pour contourner cet impediment, l’équipe du MIT a entrepris de trouver un moyen de produire des vaccins à la demande. Leur determination initiale, avant l’arrivée de Covid-19, était de construire un appareil able de produire et de déployer rapidement des vaccins lors d’épidémies de maladies telles qu’Ebola. Un tel dispositif pourrait être expédié dans un village éloigné, un camp de réfugiés ou une foundation militaire pour permettre une vaccination rapide d’un grand nombre de personnes.
Au lieu de produire des vaccins injectables traditionnels, les chercheurs ont décidé de travailler avec un nouveau type d’administration de vaccin basé sur des patchs de la taille d’un ongle du pouce, qui contiennent des centaines de micro-aiguilles. De tels vaccins sont actuellement en cours de développement pour de nombreuses maladies, dont la poliomyélite, la rougeole et la rubéole. Lorsque le patch est appliqué sur la peau, les pointes des aiguilles se dissolvent sous la peau, libérant le vaccin.
“Lorsque Covid-19 a commencé, les préoccupations concernant la stabilité des vaccins et l’accès aux vaccins nous ont motivés à essayer d’incorporer des vaccins à ARN dans des patchs à micro-aiguilles”, explique Daristote.
L’« encre » que les chercheurs utilisent pour imprimer les micro-aiguilles contenant le vaccin comprend des molécules de vaccin à ARN qui sont encapsulées dans des nanoparticules lipidiques, ce qui les aide à rester stables pendant de longues périodes.
L’encre contient également des polymères qui peuvent être facilement moulés dans la bonne forme et rester stables pendant des semaines ou des mois, même lorsqu’ils sont stockés à température ambiante ou furthermore. Les chercheurs ont découvert qu’une combinaison 50/50 de polyvinylpyrrolidone et d’alcool polyvinylique, qui sont tous deux couramment utilisés pour former des micro-aiguilles, présentait la meilleure combinaison de rigidité et de stabilité.
À l’intérieur de l’imprimante, un bras robotique injecte de l’encre dans des moules à micro-aiguilles, et une chambre à vide sous le moule aspire l’encre vers le bas, en s’assurant que l’encre atteint les pointes des aiguilles. Une fois les moules remplis, ils mettent un jour ou deux à sécher. Le prototype actuel peut produire 100 correctifs en 48 heures, mais les chercheurs prévoient que les futures versions pourraient être conçues pour avoir une plus grande capacité.
Réponse d’anticorps
Pour tester la stabilité à lengthy terme des vaccins, les chercheurs ont d’abord créé une encre contenant de l’ARN qui code pour la luciférase, une protéine fluorescente. Ils ont appliqué les patchs de micro-aiguilles résultants sur des souris après avoir été stockés à 4 degrés Celsius ou 25 degrés Celsius (température ambiante) pendant jusqu’à six mois. Ils ont également stocké un whole lot de particules à 37 degrés Celsius pendant un mois.
Dans toutes ces situations de stockage, les patchs induisaient une forte réponse fluorescente lorsqu’ils étaient appliqués sur des souris. En revanche, la réponse fluorescente produite par une injection intramusculaire traditionnelle de l’ARN codant pour la protéine fluorescente a diminué avec des temps de stockage moreover longs à température ambiante.
Ensuite, les chercheurs ont testé leur vaccin à micro-aiguilles Covid-19. Ils ont vacciné des souris avec deux doses du vaccin, à quatre semaines d’intervalle, puis ont mesuré leur réponse anticorps au virus. Les souris vaccinées avec le patch à micro-aiguilles ont eu une réponse similaire aux souris vaccinées avec un vaccin à ARN injecté traditionnel.
Les chercheurs ont également constaté la même forte réponse anticorps lorsqu’ils ont vacciné des souris avec des patchs à micro-aiguilles qui avaient été conservés à température ambiante pendant jusqu’à trois mois.
“Ce travail est particulièrement excitant motor vehicle il réalise la capacité de produire des vaccins à la demande”, déclare Joseph DeSimone, professeur de médecine translationnelle et de génie chimique à l’Université de Stanford, qui n’a pas participé à la recherche. “Avec la possibilité d’augmenter la fabrication de vaccins et d’améliorer la stabilité à des températures furthermore élevées, les imprimantes de vaccins mobiles peuvent faciliter un accès généralisé aux vaccins à ARN.”
Alors que cette étude portait sur les vaccins à ARN Covid-19, les chercheurs prévoient d’adapter le procédé pour produire d’autres styles de vaccins, notamment des vaccins à base de protéines ou de virus inactivés.
“La composition de l’encre était essentielle pour stabiliser les vaccins à ARNm, mais l’encre peut contenir divers forms de vaccins ou même de médicaments, permettant une flexibilité et une modularité dans ce qui peut être administré à l’aide de cette plateforme de micro-aiguilles”, explique Jaklenec.
Les autres auteurs de l’article sont Maria Kanelli, Lisa Tostanoski, Joe Collins, Apurva Pardeshi, Jooli Han, Dhruv Varshney, Behnaz Eshaghi, Johnny Garcia, Timothy Forster, Gary Li, Nandita Menon, Sydney Pyon, Linzixuan Zhang, Catherine Jacob-Dolan, Olivia Powers, Kevin Corridor, Shahad Alsaiari, Morris Wolf, Mark Tibbitt, Robert Farra et Dan Barouch.
La recherche a été financée par la Biomedical Sophisticated Study and Enhancement Authority (BARDA), la Belgian American Educational Basis, Wallonie-Bruxelles Intercontinental, la Fondation Bodossaki, la Fondation Onassis, les Countrywide Institutes of Wellness et le Koch Institute Support (main) Grant de l’Institut countrywide du cancer.
