Selon l'OMS, la grippe provoque, chaque année, 290 000 à 650 000 décès. C'est pourquoi il est recommandé, en particulier aux personnes de plus de 65 ans, de se faire vacciner contre la maladie.
« Aujourd'hui, les vaccins classiques ciblent une protéine du virus appelée "hémagglutinine" », relève Louis Bourlon, ingénieur-chercheur au CEA-Leti.
« Problème : cette partie du virus mute souvent, d'une année sur l'autre, ce qui empêche les anticorps de reconnaître le virus, et donc d'assurer leur rôle de protection. Par conséquent, tous les ans, il faut réussir à anticiper ces mutations, afin de produire un nouveau vaccin efficace. »
Une approche qui implique la nécessité de se refaire vacciner chaque année et qui s'avère inadaptée en cas de pandémie, caractérisée par de fortes mutations au sein du virus.
Greffer le peptide M2e sur des Lipidots®
Une meilleure solution consisterait donc à pouvoir cibler une autre partie du virus, plus stable. C'est le cas du peptide « M2e », un fragment de la protéine M2 qui varie peu d'une souche à l'autre et à travers le temps, représentant ainsi un candidat a priori idéal pour un vaccin universel. Malheureusement, contrairement à l'hémagglutinine, le M2e présente une immunogénicité insuffisante : il provoque une réponse immunitaire trop faible.
Dans le cadre d'une thèse CIFRE réunissant Sanofi, le CEA-Leti et l'Institut pour l'Avancée des Biosciences (IAB), Louis Bourlon visait précisément à améliorer l'immunogénicité du M2e, en vue de mettre au point un vaccin universel contre la grippe. Un objectif qui reposait sur une technologie développée depuis plus de 15 ans au CEA-Leti : les Lipidots®.
« Il s'agit de nanoparticules lipidiques, de la même nature que celles qui ont été utilisées pour les vaccins à ARNm contre le covid », explique Louis Bourlon. « Une des différences principales des Lipidots® se situe au niveau de leur cœur, qui est plus solide que celui des nanoparticules des vaccins à ARNm, ce qui améliore considérablement leur stabilité. De plus, au lieu d'encapsuler la molécule d'intérêt dans la nanoparticule, ils offrent la possibilité de la greffer en surface. Enfin, ils présentent une biocompatibilité et une innocuité élevées par rapport à d'autres types de nanoparticules, en raison de leur composition lipidique proche de celle des systèmes biologiques, et ne contiennent pas de lipides synthétiques ».
Le procédé de fabrication est simple, reposant sur des forces de cisaillement permettant une mise à l'échelle industrielle facilitée en les préparant par un procédé connu du domaine, l'homogénéisation à haute pression. Une méthode améliorant la réponse immunitaire au M2e
L'enjeu majeur de la thèse résidait autour de la question suivante : comment greffer le M2e sur des Lipidots® de façon contrôlée, tout en préservant la structure naturelle du peptide ? Une réponse apportée par une méthode portant le nom de « chimie click ».
« Nous avons modifié la surface des Lipidots® afin de leur ajouter une fonction chimique spécifique, "DBCO". En parallèle, nous nous sommes procuré, dans le commerce, des peptides M2e portant la fonction chimique « azide », complémentaire du DBCO. ». La méthode consiste alors à réunir les deux éléments : une réaction chimique se produit entre les nanoparticules et les peptides modifiés, qui « cliquent » et se lient. Résultat : des Lipidots® possédant le peptide M2e en surface. « La chimie click nous a permis de greffer un M2e non modifié avec une forte densité de surface. Ainsi, ce peptide est présenté aux cellules immunitaires d'une manière proche de celle observée lors d'une infection naturelle par le virus de la grippe. Cela augmente considérablement la probabilité que les anticorps induits par notre formulation soient protecteurs ».
« Pour affiner le processus, nous avons également appliqué plusieurs méthodes analytiques », complète Louis Bourlon. « Le but était de mesurer le nombre de peptides par nanoparticule selon les conditions, de vérifier que le M2e greffé en surface était bien reconnaissable et accessible pour les anticorps anti-M2e, d'évaluer la dose à injecter, etc. »
Les tests in vitro et in vivo ont confirmé que la méthode permettait d'augmenter l'immunogénicité du M2e. En effet, les chercheurs ont constaté une forte amélioration de la réponse immunitaire grâce à la vectorisation du M2e par les Lipidots, en mesurant la présence et la qualité des anticorps et des lymphocytes T.
Des Lipidots® cationiques aux applications multiples
Durant ces travaux, d'autres formulations de Lipidots®, dits cationiques, ont été employé afin de vectoriser un adjuvant. Au cours de précédents projets, ces derniers ont démontré leur valeur ajoutée dans des applications en santé humaine et vétérinaire, telles que la vectorisation d'acides nucléiques. Ainsi, des résultats précliniques particulièrement prometteurs chez différents modèles ont été obtenus lors de vaccinations employant de l'ARN messager (ARNm) complexé aux Lipidots®. Contrairement à l'encapsulation de l'ARNm par les LNP classiques, qui est complexe à maîtriser, la complexation entre l'ARNm et les Lipidots® s'effectue par un simple mélange extemporané. Cette technologie, couverte par 15 brevets, possède également un procédé de fabrication optimisé permettant une production industrielle à grande échelle, sans solvant.
« Leur grande stabilité, leur versatilité, leur tropisme naturel pour les cellules immunitaires, ainsi que la possibilité de réaliser un ciblage actif font des Lipidots® des vecteurs idéaux pour la vaccination et de nombreuses applications thérapeutiques prometteuses,», conclut Louis Bourlon. »