La transformation de prot茅ines de coronavirus en nanoparticules pourrait permettre de cr茅er un vaccin efficace contre la COVID-19
En modifiant la structure d鈥檜ne prot茅ine pr茅cise, il pourrait 锚tre possible de neutraliser le virus
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Des chercheurs de l鈥橴niversit茅 McGill font partie d鈥檜ne 茅quipe internationale dirig茅e par l鈥橴niversit茅 de Buffalo ayant d茅couvert une technique qui pourrait permettre d鈥檃ugmenter l鈥檈fficacit茅 des vaccins contre le SRAS-CoV-2, le virus responsable de la COVID-19. L鈥櫭﹖ude du groupe a r茅cemment 茅t茅 publi茅e en ligne, dans la revue scientifique .
Depuis le d茅but de 2020, la COVID-19 a infect茅 au moins 40 millions de personnes et caus茅 plus d鈥檜n million de d茅c猫s dans le monde, causant une pand茅mie qui 茅branle la plan猫te pendant que des 茅quipes de recherche biom茅dicale cherchent sans rel芒che un vaccin efficace. Des chercheurs avancent maintenant que la conception de vaccins qui imitent partiellement la structure du virus pourrait fonctionner.
芦鈥塁et article repr茅sente un pas en avant, car il ouvre une nouvelle voie vers l鈥櫭﹍aboration d鈥檜n vaccin contre la COVID-19鈥壜�, affirme Joaquin Ortega, professeur au D茅partement d鈥檃natomie et biologie cellulaire de l鈥橴niversit茅 McGill et coauteur de l鈥櫭﹖ude. 芦鈥塏ous avons d茅couvert qu鈥檈n pr茅sentant l鈥檜n des antig猫nes les plus importants du SRAS-CoV-2 鈥� le domaine de liaison au r茅cepteur (receptor-binding domain, ou RBD) 鈥� lorsqu鈥檌l est fix茅 脿 la surface de liposomes (des nanodispositifs largement utilis茅s pour l鈥檃dministration de m茅dicaments contre le cancer), la r茅ponse anticorps induite est beaucoup plus forte que lorsque le RBD est administr茅 seul.鈥壜� Les chercheurs font 茅tat de la cr茅ation d鈥檜ne plateforme flexible pour l鈥櫭﹍aboration d鈥檜n vaccin contre la COVID-19 鈥� une nouvelle m茅thode qui est efficace lorsque l鈥檃ntig猫ne RBD est adsorb茅 sur la surface du liposome, mais qui peut s鈥檃ppliquer aussi 脿 d鈥檃utres antig猫nes. 芦鈥塏ous ne savons toujours pas quels sont les antig猫nes du virus qui engendrent l鈥檌mmunit茅 la plus robuste et qui, par cons茅quent, seraient les plus utiles pour 茅laborer un vaccin鈥壜�, souligne Mike Strauss, professeur adjoint au D茅partement d鈥檃natomie et biologie cellulaire de McGill et coauteur de l鈥檃rticle. 芦鈥塂e plus, certains antig猫nes peuvent causer des effets ind茅sirables, notamment des l茅sions aux tissus pulmonaires, un probl猫me important qu鈥檕nt rencontr茅 les chercheurs qui tentaient d鈥櫭﹍aborer des vaccins contre le SRAS-CoV-1 dans les ann茅es 2000. En ayant une plateforme flexible comme celle d茅crite dans notre article, nous pouvons cr茅er des vaccins 鈥溍� la carte鈥� qui ne contiennent que les antig猫nes qui d茅clenchent une r茅ponse immunitaire b茅n茅fique, tout en excluant ceux qui provoquent des effets ind茅sirables.鈥壜�
Les microscopes de pointe de McGill utilis茅s pour cr茅er la plateforme vaccinale
McGill a contribu茅 脿 la cr茅ation de cette plateforme d鈥櫭﹍aboration de vaccins en effectuant la caract茅risation structurelle des nanoparticules utilis茅es pour transporter l鈥檃ntig猫ne et l鈥檈xposer au syst猫me immunitaire, gr芒ce 脿 l鈥橧nstallation de recherche en microscopie 茅lectronique (FEMR) de McGill, l鈥檌nstallation de cryomicroscopie 茅lectronique la plus vaste et la plus polyvalente au Canada. On y trouve les microscopes 茅lectroniques les plus perfectionn茅s et les plus rapides du monde, qui produisent des images d鈥檜ne r茅solution extr锚mement 茅lev茅e 鈥� indispensables 脿 la caract茅risation de nanoparticules comme celles utilis茅es comme porteurs d鈥檃ntig猫nes dans ces vaccins. L鈥檜tilisation d鈥檌mages obtenues par cryomicroscopie 茅lectronique est la m茅thode par excellence permettant de s鈥檃ssurer que les liposomes qui portent les antig猫nes du vaccin ont la taille et la structure voulues pour induire une bonne r茅ponse immunitaire.
Les professeurs Strauss et Ortega, qui sont respectivement directeur technique et directeur scientifique de la FEMR, ont transf茅r茅 environ trois microlitres de pr茅paration vaccinale dans leur microscope Titan Krios. Apr猫s environ une heure, le microscope Krios avait produit plus de 300 images des petites v茅sicules lipidiques contenues dans le vaccin. Ces images ont permis de confirmer que l鈥檃ntig猫ne RBD s鈥檃dsorbait bien sur la surface des liposomes, l鈥檈mplacement optimal pour la pr茅sentation de l鈥檃ntig猫ne au syst猫me immunitaire.
芦鈥塋es images de cryomicroscopie 茅lectronique obtenues 脿 la FEMR, qui montrent la structure et l鈥檈mplacement de l鈥檃ntig猫ne RBD sur la surface des v茅sicules lipidiques, ont fourni des donn茅es essentielles 脿 l鈥櫭﹍aboration de ce vaccin contre le SRAS-CoV-2, explique le Pr Ortega. Aucune autre m茅thode ne permet de visualiser directement l鈥檃ntig猫ne adsorb茅 脿 la surface du liposome. Il existe d鈥檃utres m茅thodes biophysiques qui donnent une mesure indirecte sugg茅rant que les antig猫nes ont peut-锚tre 茅t茅 adsorb茅s, mais seulement la cryomicroscopie 茅lectronique nous permet de visualiser directement ces antig猫nes 脿 la surface des liposomes.鈥壜�
Bien que l鈥檃rticle d茅montre que ce vaccin contre le SRAS-CoV-2 induit une r茅ponse immunitaire robuste dans des mod猫les murins, les chercheurs pr茅cisent que comme tout autre vaccin, il doit encore faire l鈥檕bjet de tests et d鈥檈ssais cliniques rigoureux avant de pouvoir 锚tre administr茅 aux humains. Ils ajoutent que les 茅l茅ments probants pr茅sent茅s dans cette 茅tude qui d茅montrent qu鈥檌l est avantageux de pr茅senter l鈥檃ntig猫ne RBD sous forme particulaire pourraient servir 脿 la conception d鈥檜n 茅ventuel vaccin ciblant pr茅cis茅ment cet antig猫ne.
Parmi les auteurs de l鈥櫭﹖ude : Jonathan Lovell, Wei-Chiao Huang, Shiqi Zhou, Xuedan Heet Moustafa T. Mabrouk, du d茅partement de g茅nie biom茅dical de l鈥橴niversit茅 de Buffalo; Kevin Chiemet Luis Martinez-Sobrido, de l鈥橧nstitut de recherche biom茅dicale du Texas; Ruth H. Nissly, Ian M. Bird et Suresh V. Kuchipudi,du Laboratoire de diagnostic animal du d茅partement de sciences v茅t茅rinaires et biom茅dicales de l鈥橴niversit茅 Pennsylvania State; Mike Strausset Joaquin Ortega, du D茅partement d鈥檃natomie et biologie cellulaire de l鈥橴niversit茅 McGill; Suryaprakash Sambhara,de la division d鈥檌mmunologie et de pathogen猫se des Centres pour le contr么le et la pr茅vention des maladies (CDC) des 脡tats-Unis; Elizabeth A. Wohlfert,du d茅partement de microbiologie et d鈥檌mmunologie de l鈥橴niversit茅 de Buffalo; Bruce A. Davidson, du d茅partement d鈥檃nesth茅siologie et du d茅partement de pathologie et de sciences anatomiques de l鈥橴niversit茅 de Buffalo.
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Cette 茅tude a re莽u du soutien des National Institutes of Health des 脡tats-Unis, de l鈥橧nitiative interdisciplinaire en infection et immunit茅 de McGill (MI4) et de l鈥橧nstallation de recherche en microscopie 茅lectronique (FEMR) de l鈥橴niversit茅 McGill. La FEMR est soutenue par la Fondation canadienne pour l鈥檌nnovation, le gouvernement du Qu茅bec et l鈥橴niversit茅 McGill.
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