Exploration du candidat-vaccin COVID-19 simultané et séquentiel

Dans une étude récente publiée dans le bioRxiv*serveur de préimpression, les chercheurs ont développé de nouvelles formulations de vaccins à base de nanoparticules lipidiques (LNP) à base d’acide ribonucléique messager (ARNm) contre trois coronavirus pathogènes (CoV), dont le SRAS, le syndrome respiratoire du Moyen-Orient-CoV (MERS-CoV) et le coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SRAS-CoV-2).

Etude : Vaccination multi-espèces simultanée et séquentielle contre le coronavirus. Crédit d’image : LookerStudio / Shutterstock

Il est crucial de développer des vaccins pan-CoV pour prévenir la réémergence d’agents pathogènes préexistants et se préparer à de futures épidémies de CoV. Des études antérieures ont montré la faisabilité initiale de constructions de vaccins à ARNm chimériques contre d’autres familles de virus, notamment la grippe, le virus de l’herpès simplex et le cytomégalovirus. Cependant, les candidats vaccins chimériques manquent souvent de régions antigéniques critiques pour l’une ou l’autre des espèces virales ciblées.

Par conséquent, il est important de tester les vaccins à ARNm chimérique multiplex pour les espèces de CoV et d’examiner leur immunogénicité. Plus important encore, il est essentiel de déterminer un calendrier de vaccination optimal pour un vaccin multiplex. En d’autres termes, il est important de comprendre si l’administration simultanée de tous les vaccins ou l’espacement des différentes injections de vaccins à ARNm fonctionneraient mieux.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont systématiquement examiné les réponses immunitaires des vaccins LNP-ARNm spécifiques à l’espèce en combinaison (ou mélange) et séquence dans des modèles animaux. Les vaccins ont codé des pointes complètes (S) de la variante Delta du SRAS-CoV-2, du SRAS et du MERS.

L’équipe a préparé et encapsulé un mélange de masse égale d’ARNm Delta, SARS et MERS S dans des LNP pour concevoir des triplex-CoV, avec un rayon moyen de 71 ± 3,6 137 nm et un indice de polydispersité de 0,157. Triplex-CoV a généré des protéines fonctionnelles dans les cellules de mammifères. Il a également lié avec succès l’enzyme de conversion de l’angiotensine humaine 2 (hACE2) pour le SRAS-CoV-2 et la dipeptidyl peptidase humaine 4 (hDPP4) pour le MERS. En parallèle, ils ont testé une formulation de vaccin Delta singulet LNP-ARNm.

Les chercheurs ont utilisé un microscope électronique à diffusion et transmission dynamique de la lumière pour évaluer la taille et l’homogénéité des TNL assemblés. L’équipe a vacciné par voie intramusculaire des souris C57BL avec des doses primaires et de rappel d’un vaccin à ARNm Delta LNP d’un µg et d’un ou trois µg de triplex-CoV à trois semaines d’intervalle. Deux semaines après le rappel, ils ont collecté des cellules mononucléaires du sang périphérique (PBMC) et du plasma d’animaux de test pour évaluer la réponse des anticorps contre les antigènes S présents dans ces formulations de vaccins.

De plus, les chercheurs ont effectué un séquençage d’ARN unicellulaire (scRNA-seq) pour étudier les répertoires immunitaires systémiques des animaux vaccinés. Les chercheurs ont visualisé la projection multiple uniforme et l’approximation (UMAP) pour 12 animaux de test dans quatre groupes vaccinés. Les animaux du groupe témoin ont reçu une solution saline tamponnée au phosphate et les animaux de test ont reçu des doses de 1 µg de vaccin Delta LNP-ARNm et des doses de 1 et 3 µg de vaccin triplex-CoV.

De plus, ils ont séquencé les transcriptomes de 91 526 cellules individuelles pour identifier des populations de cellules immunitaires distinctes chez les animaux vaccinés. Plus précisément, l’équipe a quantifié les fractions de chaque type de cellule immunitaire dans tous les groupes de vaccination.

Enfin, les chercheurs ont effectué une analyse du gène d’expression différentielle (DEG) pour examiner les changements transcriptomiques dans les sous-populations de cellules immunitaires appariées après la vaccination, en particulier toutes les cellules B activées identifiées, un pool de différenciation (CD4) et des sous-ensembles de cellules T CD8.

Résultats de l’étude

Le vaccin triplex LNP-ARNm a induit un niveau significativement plus élevé de populations de cellules B activées à des doses faibles et élevées, provoquant une immunité adaptative contre le SRAS-CoV-2. En fait, les cellules B activées, les cellules B mémoire non commutées et les cellules tueuses naturelles (NK) ont montré des différences significatives entre les groupes au niveau de la population cellulaire brute. Une série d’analyses de réseaux de gènes et de voies a révélé plusieurs voies altérées liées aux lymphocytes B, aux lymphocytes T CD4 et aux lymphocytes T CD8 dans trois groupes vaccinés.

En effet, le vaccin triplex a induit de fortes voies d’activation des cellules B dans les cellules B et des ensembles de gènes de différenciation et d’activité métabolique des cellules immunitaires dans les cellules T dans les trois groupes de vaccination. Ces données ont indiqué des changements importants dans les signatures d’expression génique au niveau de la voie et du cluster dans les transcriptomes des cellules B et T des animaux qui ont reçu la vaccination multiplex.

La vaccination séquentielle a séparé les vaccins SARS-CoV-2 Delta, MERS-CoV et SRAS de trois semaines. Cependant, la dose de vaccin est restée la même, c’est-à-dire un premier μg de LNP-ARNm et un rappel de μg de LNP-ARNm.

Par rapport au groupe de vaccination mixte, les animaux du groupe de vaccination séquentielle ont montré des réponses anticorps significativement plus élevées à tous les antigènes SARS-CoV-2 Delta, MERS-CoV et SRAS. Ils ont également montré des activités de neutralisation sensiblement plus élevées sur les trois agents pathogènes viraux. Ces données ont clairement montré la supériorité de la vaccination séquentielle dans l’obtention de réponses anticorps plus fortes que la vaccination mixte simultanée.

conclusion

Les CoV pathogènes continueront d’infecter les humains à l’avenir. De plus, malheureusement, l’immunité induite par les vaccins actuellement utilisés contre la maladie à coronavirus 2019 décline rapidement. Par conséquent, la vaccination multiplex contre deux espèces ou plus est essentielle à l’avenir.

La présente étude a démontré une comparaison directe entre les calendriers de vaccination simultanée et séquentielle des formulations de vaccins LNP-ARNm et a montré qu’elle fournissait une large immunité protectrice en anticorps contre les trois CoV hautement pathogènes. Les résultats ont également fourni des informations précieuses sur l’optimisation du programme de vaccination. Les vaccins pan-CoV de nouvelle génération doivent trouver le juste équilibre entre l’étendue et la profondeur de la protection immunitaire obtenue.

*Nouvelles importantes

bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et ne doivent donc pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique ou les comportements liés à la santé, ou être traités comme des informations établies.

Référence du magazine :

  • Lei Peng, Zhenhao Fang, Paul A Renauer, Andrew McNamara, Jonathan J Park, Qianqian Lin, Xiaoyu Zhou, Matthew B Dong, Biqing Zhu, Hongyu Zhao, Craig B Wilen, Sidi Chen. (2022). Vaccination multi-espèces simultanée et séquentielle contre le coronavirus. bioRxiv. est ce que je: https://doi.org/10.1101/2022.05.07.491038 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.05.07.491038v1

.

Add Comment