Vaccins à ADN ‘origami’ : la technologie qui pourrait bientôt rivaliser avec l’ARNm ?

Une nouvelle ère pour la vaccination se dessine

Et si l’avenir de la vaccination reposait sur une structure pliée comme un origami ? Une nouvelle technologie, baptisée DoriVac, pourrait bien bousculer le paysage médical. Basée sur un ingénieux système d’ADN auto-assemblé, elle se propose comme une alternative solide aux vaccins à ARN messager (ARNm) qui ont été au cœur de la lutte contre la pandémie de Covid-19. La promesse est de taille : une efficacité comparable, mais avec une stabilité et une facilité de conservation bien supérieures.

Selon une étude récente, cette approche agit à la fois comme vaccin et comme adjuvant, c’est-à-dire une substance qui stimule la réponse immunitaire. Lors de tests menés sur des souris ainsi que sur des organes humains sur puce, DoriVac a déclenché des réactions immunitaires similaires à celles des vaccins à ARNm standards. Son avantage majeur résiderait dans une conception plus simple et, surtout, une plus grande robustesse, la libérant des contraintes de la chaîne du froid.

L’ARNm : une révolution aux multiples facettes

Depuis la crise du Covid-19, les vaccins à ARNm sont devenus un pilier de la santé publique. Leur force principale réside dans leur incroyable polyvalence et leur rapidité de conception. Cette agilité a permis de développer des vaccins en un temps record, sauvant probablement des millions de vies à travers le monde. Ils peuvent être mis à jour bien plus vite que les vaccins traditionnels, un atout de taille face à des virus qui mutent constamment, comme ceux de la grippe.

Cette adaptabilité a ouvert un vaste champ de recherche. Les scientifiques explorent aujourd’hui leur potentiel contre d’autres maladies infectieuses, comme le VIH/sida, le virus Zika ou encore la tuberculose. Le champ d’application s’étend même au traitement de pathologies comme le cancer et les maladies auto-immunes.

Cependant, la pandémie a aussi servi de test à grande échelle, révélant les limites de cette technologie. Il est apparu que les réponses immunitaires induites par les vaccins anti-Covid à ARNm peuvent varier fortement d’une personne à l’autre et que leur durée est limitée. Ajoutés à l’évolution rapide du virus, ces facteurs ont alimenté certaines controverses, notamment aux États-Unis. D’autres inconvénients existent, tels que la complexité et les coûts de fabrication, un contrôle limité sur le nombre de molécules d’ARNm par nanoparticule lipidique, la nécessité d’un stockage à très basse température et de potentiels effets hors cible. C’est ce contexte qui a poussé la recherche à explorer de nouvelles voies.

DoriVac : l’art de plier l’ADN pour armer le système immunitaire

Pour répondre à ces défis, une équipe de recherche multidisciplinaire a uni ses forces. Des scientifiques de l’Institut Wyss de l’Université Harvard, du Dana-Farber Cancer Institute (DFCI) et d’autres institutions ont mis au point une alternative basée sur la nanotechnologie de l’origami d’ADN. Le résultat est une plateforme à la fois vaccin et adjuvant, d’une polyvalence remarquable.

Comment ça marche ? Les vaccins DoriVac sont constitués de nanostructures carrées d’ADN qui s’auto-replient et s’auto-assemblent, d’où leur nom. Sur l’une de leurs faces sont disposées des molécules adjuvantes, avec un espacement nanométrique optimisé pour stimuler l’immunité avec une grande précision. Sur la face opposée, les chercheurs peuvent fixer les antigènes de leur choix : des peptides ou des protéines provenant de tumeurs ou d’agents pathogènes.

William Shih, co-auteur de l’étude et membre du corps professoral de l’Institut Wyss, explique la vision derrière cette technologie : « Grâce à la plateforme DoriVac, nous avons développé un châssis extrêmement flexible présentant de nombreux avantages essentiels, notamment un contrôle sans précédent sur la composition du vaccin et la capacité de programmer la reconnaissance immunitaire dans les cellules immunitaires ciblées au niveau moléculaire afin d’obtenir de meilleures réponses ».

Du cancer aux virus : les preuves de l’efficacité

Développée initialement en 2024 par l’équipe de William Shih pour la lutte contre le cancer, la plateforme a vite montré son potentiel. Les premiers essais sur des souris ont révélé des réponses immunitaires améliorées. Puis, la pandémie a changé la donne. « Alors que nous développions la plateforme pour les applications en cancérologie, la pandémie de COVID-19 faisait toujours rage. La question s’est donc rapidement posée de savoir si l’activité adjuvante supérieure de DoriVac pouvait également être exploitée dans le contexte des maladies infectieuses », raconte Yang (Claire) Zeng, auteur principal de la nouvelle étude et aujourd’hui cofondateur et PDG/CTO de DoriNano, l’entreprise qui porte la technologie vers des applications cliniques.

Les chercheurs ont alors conçu des vaccins DoriVac antiviraux. Ils ont ciblé une région peptidique nommée HR2, une zone conservée dans la protéine de pointe (ou protéine Spike) qui permet à des virus comme le SARS-CoV-2, le VIH ou Ebola de se fixer au récepteur ACE2 de nos cellules. Les essais sur des modèles de souris pour le SARS-CoV-2 ont été prometteurs, induisant d’importantes réponses immunitaires spécifiques, à la fois humorales (via les anticorps) et cellulaires.

« Notre analyse des réponses immunitaires provoquées par ces premiers vaccins DoriVac chez la souris a conduit à plusieurs observations encourageantes, notamment une activation significativement plus importante et plus large de l’immunité humorale et cellulaire dans un éventail de types de cellules immunitaires pertinents que ce que les antigènes et adjuvants sans origami pouvaient produire », précise Yang (Claire) Zeng.

Face-à-face avec l’ARNm : un concurrent de taille

Les réponses immunitaires pouvant différer entre les souris et les humains, l’équipe a franchi une étape supplémentaire. Elle a testé son vaccin DoriVac anti-SARS-CoV-2-HR2 sur un ganglion lymphatique humain sur puce, un dispositif qui permet de prédire de manière rapide les réactions chez l’homme. Les résultats, publiés dans la revue Nature Biomedical Engineering, ont confirmé le potentiel : le vaccin a activé efficacement les cellules dendritiques humaines, augmenté leur production de cytokines inflammatoires et accru la concentration des précieux lymphocytes T CD4+ et CD8+ protecteurs.

Le test ultime fut la confrontation directe. Les chercheurs ont évalué les effets d’un vaccin DoriVac intégrant cette fois la protéine Spike complète du SARS-CoV-2. Ils l’ont comparé aux vaccins à ARNm encapsulés dans des nanoparticules lipidiques, comme ceux de Moderna et Pfizer/BioNTech. Le verdict ? Les réponses des lymphocytes T antiviraux et des lymphocytes B producteurs d’anticorps étaient comparables pour les deux technologies.

Pour William Shih, la conclusion est claire : « Cela a mis en évidence le potentiel de DoriVac en tant que plateforme vaccinale auto-adjuvantée basée sur la nanotechnologie de l’ADN. Mais les vaccins DoriVac présentent plusieurs autres avantages : ils ne sont pas soumis aux mêmes exigences de chaîne du froid que les vaccins à ARNm-LNP et pourraient donc être distribués beaucoup plus efficacement, notamment dans les régions aux ressources limitées ; et ils pourraient surmonter certaines des complexités de fabrication considérables des vaccins formulés en LNP, pour ne citer que deux avantages majeurs ». Une nouvelle voie semble donc ouverte, promettant des vaccins plus simples à produire et à distribuer partout dans le monde.

Selon les sources : trustmyscience.com | Nature Biomedical Engineering