Les vaccins à ADN viendront-ils bientôt avec les vaccins à ARNm?

 

Les vaccins à ADN viendront-ils bientôt avec les vaccins à ARNm? La liste des vaccins à ARNm Pfizer et Moderna COVID-19 a grandement favorisé le développement de vaccins à base d'acide nucléique.

 

 

▉ Présentation

La liste des vaccins à ARNm Pfizer et Moderna COVID-19 a grandement favorisé le développement de vaccins à base d'acide nucléique.

Par rapport aux vaccins traditionnels, les vaccins à base d'acide nucléique présentent de nombreux avantages, tels qu'une conception simple, une production rapide, un transport et un stockage faciles, et sont particulièrement adaptés pour faire face à des maladies infectieuses soudaines.

Etant donné que les vaccins à base d'acide nucléique codant pour des antigènes protéiques sont synthétisés dans l'hôte, des modifications post-traductionnelles naturelles, telles que la phosphorylation et la glycosylation, peuvent être réalisées pour améliorer l'effet immunitaire. Actuellement, les essais cliniques de vaccins à base d'acide nucléique sont principalement concentrés dans les domaines du cancer, des maladies auto-immunes et des maladies infectieuses.

Domaines d'application des vaccins acides nucléiques

 

 

▉ Conception et composition du vaccin à ADN

Les vaccins à ADN prennent généralement la forme de plasmides (ADNp), comprenant des unités de transcription et des unités de préparation. L'unité de transcription contient des promoteurs viraux hybrides ou eucaryotes, des introns, des gènes cibles et des régions de signal polyA. Par rapport aux vaccins à ARNm, les vaccins à ADN sont de nature plus stable, et les vaccins à ARNm peuvent réaliser la traduction des protéines sans pénétrer dans le noyau et éviter les mutations d'insertion.

Le promoteur est responsable de la connexion avec l'ARN polymérase, du contrôle de la transcription du plasmide et enfin de la traduction. Le promoteur CMV est généralement utilisé, ce qui permet d'obtenir une expression d'antigène de haut niveau dans diverses lignées cellulaires. Cependant, les promoteurs viraux sont rapidement inactivés par silençage génique, ce qui entraîne une expression génique transitoire. Par conséquent, des promoteurs hybrides virus-mammifères sont utilisés pour retarder l'inactivation du promoteur in vivo et in vitro. Généralement, la séquence intron est située entre le promoteur et le gène cible, ce qui peut effectivement augmenter l'expression de l'antigène. La région signal polyA peut stabiliser la transcription de l'ARNm et favoriser sa libération à partir du noyau.

L'unité de préparation comprend la séquence d'initiation de réplication et le gène de résistance aux antibiotiques. Le premier permet au plasmide d'être amplifié dans l'hôte, et le second permet au plasmide d'être criblé dans la colonie. Dans les tests in vivo, la réglementation interdit fortement l'utilisation de gènes de résistance aux antibiotiques pour empêcher les patients de développer une résistance aux antibiotiques et l'intégration du génome humain de gènes de résistance.

Unité de conception de vaccins à ADN

 

 

▉ Mécanisme du vaccin à ADN

Le vaccin à ADN transfecte les cellules au site d'injection et atteint le noyau par internalisation et translocation pour obtenir l'expression de l'antigène, et finalement l'antigène est déchargé de la cellule par apoptose ou exosomes. Cellules présentatrices d'antigène (APC, y compris les cellules dendritiques, les CD, les macrophages et les cellules B, veuillez vous référer au 15e numéro de La compréhension de tous de l'immunologie), voici un exemple de DC. Le DC capture l'antigène (antigène exogène) du tissu et pénètre dans les ganglions lymphatiques. L'antigène capturé est dégradé en polypeptides sous l'action des lysosomes de l'endosome DC, puis présenté à la surface du DC sous forme de peptides antigéniques MHC II et présenté au CD4 dans les ganglions lymphatiques + cellules T. Les cellules T CD4 + déclenchent en outre une réponse des cellules B et activent en même temps les cellules T CD8 +.

De plus, les CD peuvent également être directement transfectées par des vaccins à ADN. L'antigène est exprimé dans les CD. Étant donné que les CD peuvent exprimer le CMH I et le CMH II, les CD peuvent activer les cellules T CD4 + et les cellules T CD8 + en même temps. Les cellules T CD4 + activées et les cellules T CD8 + sont développées sous l'action de l'IL-2 (autocrine) et transformées respectivement en cellules Th et CTL. Les cellules Th sont ensuite développées en cellules Th1 et Th2 sous l'action de l'IL-2, de l'IL-4 et de l'IFN-γ (autocrine). Th1 obtient une immunité cellulaire en maintenant la prolifération des cellules T CD8 +, et les cellules Th2 obtiennent une immunité humorale grâce à l'action des cellules B. De cette manière, le vaccin à ADN induit à la fois une immunité cellulaire et une immunité humorale, et l'effet est nettement meilleur que les vaccins traditionnels. La prolifération des cellules Th1 ou Th2 peut être régulée en modifiant la méthode immunitaire. Dans l'injection intramusculaire, une réponse immunitaire de type Th1 (immunité cellulaire) est généralement induite, et pendant l'immunité intradermique, une réponse immunitaire de type Th2 (immunité humorale) est généralement induite. Cette immunité complète induit la formation de cellules B mémoire et de cellules T, ce qui peut prévenir efficacement l'apparition de maladies.

Le mécanisme du vaccin à ADN

 

▉ Livraison et application du vaccin ADN

Jusqu'à présent, aucun vaccin à ADN n'a été approuvé pour une utilisation chez l'homme, principalement en raison d'une expression génique insuffisante et d'une faible efficacité d'activation du système immunitaire. Afin de résoudre ce problème, les chercheurs ont amélioré la conception des séquences d'ADN, la construction des vaccins et le mode d'administration. En termes de livraison, les méthodes traditionnelles de distribution d'aiguilles peuvent être divisées en injection intradermique, sous-cutanée, intraveineuse et intramusculaire. L'injection intradermique semble être plus efficace que l'injection sous-cutanée et intramusculaire car il y a un grand nombre de cellules dendritiques (DC) dans le derme, ce qui peut permettre une présentation efficace de l'antigène. L'avantage de l'injection intraveineuse est qu'elle peut délivrer des plasmides d'ADN à l'APC dans les organes lymphatiques, mais l'effet de cette méthode est incertain. En plus, Les vaccins à ADN peuvent également être administrés par les muqueuses, telles que la bouche, le nez, les poumons, etc., pour induire une immunité muqueuse locale et une immunité systémique. L'immunité muqueuse est considérée comme le moyen le plus efficace d'immunisation contre les virus, car le stade initial de l'infection de l'hôte se produit à la surface de la muqueuse. De plus, le système immunitaire muqueux est amical et ne nécessite pas d'acupuncture, d'équipement professionnel et de chirurgie.

Cependant, l'ADN nu est administré seul, en raison de sa stabilité, de son ciblage spécifique, de son taux d'absorption cellulaire et de ses défauts de régulation du système immunitaire, il est toujours nécessaire d'obtenir une immunité cutanée grâce à un équipement spécial tel que l'électroporation, les micro-aiguilles ou les pistolets à gènes. Bien entendu, cela peut également être amélioré en utilisant un support approprié, les biopolymères sont un bon choix. Les substances généralement utilisées comme supports comprennent les liposomes, les polymères, les corps enzymatiques viraux, les peptides de pénétration cellulaire (CPP), les bactéries vivantes, etc. Parmi eux, le polymère présente les caractéristiques de stabilité physique et chimique élevée, de faible toxicité, de protection efficace, de préparation facile, et à faible coût. Il est plus rigide et stable que les liposomes et n'entraîne pas d'immunité anti-porteuse causée par des enzymes virales et des bactéries vivantes. En même temps, les polymères peuvent être conçus en diverses nanostructures, avec des caractéristiques de taille et de surface réglables, qui sont très pratiques pour les applications de support de médicament. Pour les vaccins à ADN, les polymères synthétiques aux propriétés biologiques sont les meilleurs. En raison de leur biocompatibilité, de leur action cellulaire facile, de leur biodégradation et de leur préparation simple par des bactéries ou par l'ingénierie enzymatique, ils ont de larges perspectives d'application.

 

Véhicule de livraison de vaccin ADN

 

▉ Résumé et perspectives

Jusqu'à présent, les vaccins à ADN ont été approuvés pour traiter les maladies vétérinaires. Bien qu'ils n'aient pas été approuvés pour une utilisation chez l'homme, de nombreux vaccins à ADN ont été utilisés dans des essais cliniques. Il existe encore des défis dans les vaccins à ADN, tels que la difficulté d'un contrôle précis du matériel génétique et sa faible immunogénicité. Il peut être utilisé pour améliorer son efficacité in vivo en recherchant des systèmes de délivrance basés sur des matériaux biopolymères, et finalement être appliqué à la clinique.

 

 

 

 

(source: internet, référence uniquement)