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20 juin 2018 |
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Un nouveau
modèle de vaccin grâce à la soie d'araignée |
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La lutte contre le cancer s'oriente de plus en
plus vers l'utilisation de vaccins stimulant le système immunitaire
pour détruire les cellules tumorales, mais ceux-ci manquent
d'efficacité en raison de leur rapide dégradation avant d'atteindre
leur cible. Un nouveau procédé de fabrication a été mis au point,
qui pourrait permettre de produire des vaccins beaucoup plus
efficaces, sans recours à des adjuvants, ni à la chaîne du froid
pour leur conservation à long terme.
Les vaccins qui stimulent le système immunitaire pour détruire les
cellules tumorales sont de plus en plus utilisés dans la recherche
sur la lutte contre le cancer. Le succès n'est cependant pas
toujours au rendez-vous. Afin d'agir plus efficacement sur le
système immunitaire - et en particulier sur les lymphocytes T, des
cellules spécialisées dans la détection des cellules cancéreuses -
des chercheurs des universités de Genève (UNIGE)
et Fribourg (UNIFR),
avec leurs collègues allemands des universités de Munich et de
Bayreuth et de la startup AMSilk, ont pioché dans les merveilles de
la nature pour créer des microcapsules en soie d'araignée capables
de livrer le vaccin directement au cœur des cellules immunitaires. |
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Carole Bourquin |
Notre système immunitaire se base essentiellement
sur deux types de cellules, les lymphocytes B - qui produisent les
anticorps nous permettant de nous défendre contre de nombreuses
infections - et les lymphocytes T. Dans le cas du cancer et de
certaines maladies infectieuses comme la tuberculose, ce sont
précisément les lymphocytes T qu'il s'agit de stimuler. Leur
mécanisme d'activation est cependant plus complexe que celui des
lymphocytes B : pour déclencher une réponse, il faut utiliser un
peptide, un petit bout de protéine qui, s'il est injecté tout seul,
est rapidement dégradé par le corps avant même d'atteindre sa cible.
"Or, pour développer des médicaments immunothérapeutiques
efficaces contre le cancer, il est indispensable de générer une
réponse importante des lymphocytes T", indique la professeure
Carole Bourquin, spécialiste des immunothérapies antitumorales aux
facultés de médecine et des sciences de l'UNIGE (Université de
Genève), qui a dirigé ces travaux. "Les vaccins dont nous
disposons actuellement n'ont qu'une action limitée sur les
lymphocytes T ; il est donc indispensable de développer d'autres
procédés de vaccination pour contourner ce problème".
Une capsule pratiquement indestructible
En encapsulant un vaccin dans des microparticules faites de soie
d'araignée, des chercheurs suisses en allemands ont découvert un
nouveau procédé de fabrication non seulement plus efficace sur le
système immunitaire, mais qui permet de produire des vaccins ne
nécessitant ni chaîne du froid ni adjuvants. Un procédé qui pourrait
également être appliqué à tous les autres types de vaccins
préventifs visant à protéger contre des maladies infectieuses, un
pas important vers des vaccins stables, faciles d'utilisation et
résistants aux conditions de conservation les plus extrêmes.
Pour ce faire, les scientifiques ont utilisé de la soie d'araignée
d'épeire diadème, une araignée de jardin très commune en Europe. Ce
matériau très léger, résistant et non toxique est en outre
synthétisable artificiellement. "Nous avons recréé en laboratoire
cette soie si particulière pour y insérer un peptide aux propriétés
vaccinales", explique Thomas Scheibel de l'Université de
Bayreuth, spécialiste mondial de la soie d'araignée, qui a participé
à cette étude. "Ensuite, les chaînes de protéines ainsi formées
sont enroulées sur elles-mêmes afin de former des microparticules
injectables".
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Epeire diadème
(crédit commons) |
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Les microparticules de soie forment une sorte de
capsule de transport capable non seulement de protéger le peptide
vaccinal afin qu'il ne soit pas dégradé par l'organisme, mais aussi
d'acheminer son précieux chargement à bon port, au cœur même des
cellules des ganglions lymphatiques, augmentant ainsi
considérablement la réponse immunitaire des lymphocytes T. "Notre
étude a apporté la preuve de la validité de notre technique",
révèle Carole Bourquin. "Nous démontrons ainsi l'efficacité d'une
nouvelle technique de vaccination extrêmement stable, facile à
fabriquer et facilement personnalisable".
Vers un nouveau modèle de vaccin ?
Les scientifiques eux-mêmes ont été surpris par la résistance des
microparticules de soie d'araignée à la chaleur, qui supporte plus
de 100°C pendant plusieurs heures sans dommage. En théorie, ce
procédé permettrait d'offrir des vaccins à l'efficacité renforcée ne
nécessitant ni adjuvant, ni chaîne de froid. Un avantage indéniable,
en particulier dans les pays en voie de développement où l'une des
grandes difficultés est justement la conservation des vaccins. L'une
des limitations de ce procédé, cependant, réside dans la taille des
microparticules : si le concept est en principe applicable à
n'importe quel peptide, qui sont tous suffisamment petits pour être
incorporés dans les protéines de soie, les recherches doivent se
poursuivre afin de vérifier s'il est également possible d'incorporer
les antigènes de plus grande taille utilisés dans les vaccins
standards, notamment contre la plupart des maladies virales.
Quand les scientifiques imitent la nature
"De plus en plus, les scientifiques cherchent à imiter la nature
dans ce qu'elle fait de mieux", ajoute Thomas Scheibel. "Cette
démarche a même un nom: la bioinspiration. C'est exactement ce que
nous avons fait ici". Les propriétés de la soie d'araignée en
font un produit particulièrement intéressant : biocompatible,
solide, fin, biodégradable, résistant aux conditions extrêmes et
même antibactérien, on peut imaginer de multiples applications,
notamment des pansements ou des fils de suture.
Jean Etienne
Source principale :
Engineered hybrid spider silk particles as delivery system for
peptide vaccines.
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Cellules
immunitaires qui ont ingéré des nanoparticules de soie d'araignée
(en vert). Les endosomes - la partie de la cellule dans laquelle les
nanoparticules libèrent le vaccin - apparaissent en bleu.
Crédit : Laboratoire Bourquin – UNIGE |
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