<\/p>\n
Au cours de la derni\u00e8re d\u00e9cennie, les scientifiques de l\u2019Universit\u00e9 Northwestern ont identifi\u00e9 un \u00e9l\u00e9ment cl\u00e9 sur le fonctionnement des vaccins. Les ingr\u00e9dients sont importants, mais la fa\u00e7on dont ils sont physiquement dispos\u00e9s peut influencer consid\u00e9rablement les performances.<\/p>\n
Apr\u00e8s avoir valid\u00e9 ce concept dans plusieurs \u00e9tudes, les chercheurs l\u2019ont appliqu\u00e9 \u00e0 des vaccins th\u00e9rapeutiques contre le cancer destin\u00e9s aux tumeurs provoqu\u00e9es par le VPH. Dans leurs derniers travaux, ils ont d\u00e9couvert que le simple fait d’ajuster l’orientation et la position d’un seul peptide ciblant le cancer renfor\u00e7ait consid\u00e9rablement la capacit\u00e9 du syst\u00e8me immunitaire \u00e0 attaquer les tumeurs.<\/p>\n
L’\u00e9tude a \u00e9t\u00e9 publi\u00e9e le 11 f\u00e9vrier dans Avanc\u00e9es scientifiques<\/em>.<\/p>\n Test d’un vaccin \u00e0 acide nucl\u00e9ique sph\u00e9rique<\/strong><\/p>\n Pour explorer cette id\u00e9e, l\u2019\u00e9quipe a cr\u00e9\u00e9 un vaccin construit \u00e0 partir d\u2019un acide nucl\u00e9ique sph\u00e9rique (SNA), une structure d\u2019ADN globulaire qui p\u00e9n\u00e8tre naturellement dans les cellules immunitaires et les active. Ils ont ensuite intentionnellement r\u00e9organis\u00e9 les composants du SNA dans plusieurs configurations diff\u00e9rentes. Chaque version a \u00e9t\u00e9 \u00e9valu\u00e9e sur des mod\u00e8les animaux humanis\u00e9s de cancer HPV-positif et sur des \u00e9chantillons de tumeurs pr\u00e9lev\u00e9s sur des patients atteints d’un cancer de la t\u00eate et du cou.<\/p>\n Une configuration a clairement donn\u00e9 des r\u00e9sultats sup\u00e9rieurs. Il a r\u00e9duit la croissance tumorale, prolong\u00e9 la survie des animaux et g\u00e9n\u00e9r\u00e9 un plus grand nombre de cellules T hautement actives tuant le cancer. Les r\u00e9sultats montrent que m\u00eame un petit changement dans la fa\u00e7on dont les composants du vaccin sont dispos\u00e9s peut d\u00e9terminer si un nanovaccin produit une r\u00e9ponse immunitaire limit\u00e9e ou un puissant effet de destruction des tumeurs.<\/p>\n Ce principe constitue le fondement d’un domaine \u00e9mergent connu sous le nom de \u00ab nanom\u00e9decine structurelle \u00bb, un terme introduit par Chad A. Mirkin, pionnier de la nanotechnologie du Nord-Ouest. Le domaine se concentre sur les SNA, invent\u00e9s par Mirkin.<\/p>\n “Il existe des milliers de variables dans les m\u00e9dicaments vastes et complexes qui d\u00e9finissent les vaccins”, a d\u00e9clar\u00e9 Mirkin, qui a dirig\u00e9 l’\u00e9tude. “La promesse de la nanom\u00e9decine structurelle est de pouvoir identifier, parmi la myriade de possibilit\u00e9s, les configurations qui conduisent \u00e0 la plus grande efficacit\u00e9 et \u00e0 la moindre toxicit\u00e9. En d’autres termes, nous pouvons construire de meilleurs m\u00e9dicaments de bas en haut.”<\/p>\n Mirkin est professeur George B. Rathmann de chimie, de g\u00e9nie chimique et biologique, de g\u00e9nie biom\u00e9dical, de science et d’ing\u00e9nierie des mat\u00e9riaux et de m\u00e9decine \u00e0 Northwestern. Il occupe des postes au Weinberg College of Arts and Sciences, \u00e0 la McCormick School of Engineering et \u00e0 la Feinberg School of Medicine de la Northwestern University. Il dirige \u00e9galement l’Institut international de nanotechnologie et est membre du Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center de l’Universit\u00e9 Northwestern. Il a codirig\u00e9 l’\u00e9tude avec le Dr Jochen Lorch, professeur de m\u00e9decine \u00e0 Feinberg et directeur d’oncologie m\u00e9dicale du programme de lutte contre le cancer de la t\u00eate et du cou de Northwestern Medicine.<\/p>\n Aller au-del\u00e0 de l\u2019approche traditionnelle de m\u00e9lange de vaccins<\/strong><\/p>\n Le d\u00e9veloppement de vaccins conventionnels implique souvent la combinaison d\u2019ingr\u00e9dients cl\u00e9s sans contr\u00f4le structurel pr\u00e9cis. En immunoth\u00e9rapie anticanc\u00e9reuse, des mol\u00e9cules d\u00e9riv\u00e9es de la tumeur, appel\u00e9es antig\u00e8nes, sont associ\u00e9es \u00e0 des compos\u00e9s immunostimulants appel\u00e9s adjuvants. Ceux-ci sont m\u00e9lang\u00e9s et administr\u00e9s sous forme d\u2019une seule formulation.<\/p>\n Mirkin d\u00e9crit cela comme \u00ab l’approche Blender \u00bb, dans laquelle les composants manquent d’organisation d\u00e9finie.<\/p>\n “Si vous regardez comment les m\u00e9dicaments ont \u00e9volu\u00e9 au cours des derni\u00e8res d\u00e9cennies, nous sommes pass\u00e9s de petites mol\u00e9cules bien d\u00e9finies \u00e0 des m\u00e9dicaments plus complexes mais moins structur\u00e9s”, a d\u00e9clar\u00e9 Mirkin. “Les vaccins contre le COVID-19 en sont un bel exemple : il n’y a pas deux particules identiques. Bien que tr\u00e8s impressionnants et extr\u00eamement utiles, nous pouvons faire mieux et, pour cr\u00e9er les vaccins contre le cancer les plus efficaces, nous devrons le faire.”<\/p>\n Les recherches du laboratoire de Mirkin montrent que la disposition des antig\u00e8nes et des adjuvants dans des structures nanom\u00e9triques soigneusement con\u00e7ues peut am\u00e9liorer consid\u00e9rablement les r\u00e9sultats. Lorsqu’ils sont correctement configur\u00e9s, les m\u00eames ingr\u00e9dients peuvent produire des effets plus forts avec une toxicit\u00e9 moindre par rapport aux m\u00e9langes non structur\u00e9s.<\/p>\n L\u2019\u00e9quipe a d\u00e9j\u00e0 utilis\u00e9 cette strat\u00e9gie de nanom\u00e9decine structurelle pour concevoir des vaccins SNA ciblant le m\u00e9lanome, le cancer du sein triple n\u00e9gatif, le cancer du c\u00f4lon, le cancer de la prostate et le carcinome \u00e0 cellules de Merkel. Ces candidats ont montr\u00e9 des r\u00e9sultats encourageants dans des \u00e9tudes pr\u00e9cliniques, et sept m\u00e9dicaments \u00e0 base de SNA ont progress\u00e9 dans les essais cliniques sur l’homme pour diverses maladies. Les SNA sont \u00e9galement incorpor\u00e9s dans plus de 1\u00a0000 produits commerciaux.<\/p>\n Renforcer la r\u00e9ponse des lymphocytes T CD8 contre les cancers HPV<\/strong><\/p>\n Dans la nouvelle \u00e9tude, les chercheurs se sont concentr\u00e9s sur les cancers provoqu\u00e9s par le virus du papillome humain, ou VPH. Le VPH est responsable de la plupart des cancers du col de l’ut\u00e9rus et d’un pourcentage croissant de cancers de la t\u00eate et du cou. Bien que les vaccins pr\u00e9ventifs contre le VPH puissent stopper l\u2019infection, ils ne traitent pas les cancers d\u00e9j\u00e0 d\u00e9velopp\u00e9s.<\/p>\n Pour r\u00e9pondre \u00e0 ce besoin, l’\u00e9quipe a cr\u00e9\u00e9 des vaccins th\u00e9rapeutiques con\u00e7us pour activer les cellules T CD8 \u00ab tueuses \u00bb, les cellules anti-cancer les plus puissantes du syst\u00e8me immunitaire. Chaque nanoparticule comprenait un noyau lipidique, un ADN activateur immunitaire et un court fragment d’une prot\u00e9ine HPV d\u00e9j\u00e0 pr\u00e9sente dans les cellules tumorales.<\/p>\n Chaque version du vaccin contenait des ingr\u00e9dients identiques. La seule variable \u00e9tait la position et l\u2019orientation du peptide ou antig\u00e8ne d\u00e9riv\u00e9 du HPV. Les chercheurs ont test\u00e9 trois mod\u00e8les. Dans l\u2019un d\u2019entre eux, le peptide \u00e9tait cach\u00e9 \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur de la nanoparticule. Dans les deux autres, il \u00e9tait affich\u00e9 en surface. Pour les versions de surface, le peptide \u00e9tait attach\u00e9 soit \u00e0 l\u2019extr\u00e9mit\u00e9 N, soit \u00e0 l\u2019extr\u00e9mit\u00e9 C, une diff\u00e9rence subtile qui peut influencer la fa\u00e7on dont les cellules immunitaires le reconnaissent et le traitent.<\/p>\n La version qui pr\u00e9sentait l\u2019antig\u00e8ne sur la surface attach\u00e9e via son extr\u00e9mit\u00e9 N-terminale produisait la r\u00e9action immunitaire la plus forte. Il a d\u00e9clench\u00e9 jusqu’\u00e0 huit fois plus d’interf\u00e9ron gamma, un signal antitumoral important lib\u00e9r\u00e9 par les cellules T tueuses. Ces cellules T \u00e9taient nettement plus efficaces pour d\u00e9truire les cellules canc\u00e9reuses HPV-positives. Dans les mod\u00e8les de souris humanis\u00e9es, la croissance tumorale a nettement ralenti. Dans les \u00e9chantillons de tumeurs provenant de patients atteints de cancer HPV-positifs, la destruction des cellules canc\u00e9reuses a \u00e9t\u00e9 multipli\u00e9e par deux ou par trois.<\/p>\n “Cet effet ne provient pas de l’ajout de nouveaux ingr\u00e9dients ou de l’augmentation de la dose”, a d\u00e9clar\u00e9 Lorch. “Cela vient de la pr\u00e9sentation plus intelligente des m\u00eames composants. Le syst\u00e8me immunitaire est sensible \u00e0 la g\u00e9om\u00e9trie des mol\u00e9cules. En optimisant la fa\u00e7on dont nous attachons l’antig\u00e8ne au SNA, les cellules immunitaires l’ont trait\u00e9 plus efficacement.”<\/p>\n Repenser les vaccins contre le cancer avec pr\u00e9cision et IA<\/strong><\/p>\n Mirkin pr\u00e9voit d\u00e9sormais de r\u00e9examiner des vaccins candidats ant\u00e9rieurs qui ont montr\u00e9 du potentiel mais n’ont pas r\u00e9ussi \u00e0 g\u00e9n\u00e9rer des r\u00e9ponses immunitaires suffisamment fortes chez les patients. En d\u00e9montrant que la structure \u00e0 l\u2019\u00e9chelle nanom\u00e9trique influence directement la puissance immunitaire, cette recherche offre un cadre pour am\u00e9liorer les vaccins th\u00e9rapeutiques contre le cancer en utilisant des composants existants. Cette strat\u00e9gie pourrait acc\u00e9l\u00e9rer le d\u00e9veloppement et r\u00e9duire les co\u00fbts.<\/p>\n Il pr\u00e9voit \u00e9galement que l\u2019intelligence artificielle deviendra un outil important dans la conception de vaccins. Les syst\u00e8mes d\u2019apprentissage automatique pourraient analyser rapidement un grand nombre de combinaisons structurelles pour identifier les arrangements les plus efficaces.<\/p>\n “Cette approche est sur le point de changer la fa\u00e7on dont nous formulons les vaccins”, a d\u00e9clar\u00e9 Mirkin. “Nous avons peut-\u00eatre laiss\u00e9 de c\u00f4t\u00e9 des composants vaccinaux parfaitement acceptables simplement parce qu’ils \u00e9taient dans de mauvaises configurations. Nous pouvons y revenir, les restructurer et les transformer en m\u00e9dicaments puissants. Le concept m\u00eame de nanom\u00e9dicaments structurels est un train majeur qui fonce sur les rails. Nous avons montr\u00e9 que la structure compte – de mani\u00e8re coh\u00e9rente et sans exception. “<\/p>\n L’\u00e9tude, \u00ab\u00a0Le placement et l’orientation E711-19 dictent la r\u00e9ponse des lymphocytes T CD8+ dans les vaccins \u00e0 acide nucl\u00e9ique sph\u00e9rique structurellement d\u00e9finis\u00a0\u00bb, a \u00e9t\u00e9 soutenue par le National Cancer Institute (num\u00e9ros de r\u00e9compense R01CA257926 et R01CA275430), la Fondation familiale Lefkofsky et le Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center de l’Universit\u00e9 Northwestern.<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Au cours de la derni\u00e8re d\u00e9cennie, les scientifiques de l\u2019Universit\u00e9 Northwestern ont identifi\u00e9 un \u00e9l\u00e9ment cl\u00e9 sur le fonctionnement des vaccins. 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