Des vaccins inhalés pour prévenir la COVID-19

Le vaccin nasal sera-t-il la panacée tant espérée qui permettra d’éradiquer la COVID?
Photo: Paul Chiasson La Presse canadienne Le vaccin nasal sera-t-il la panacée tant espérée qui permettra d’éradiquer la COVID?

Plusieurs équipes de chercheurs s’appliquent à mettre au point des vaccins anti-COVID-19 inhalés qui induiraient une ligne de défense dans les voies respiratoires supérieures, là où les virus du SRAS-CoV-2 pénètrent dans notre organisme. De tels vaccins préviendraient l’infection et, par le fait même, la transmission du virus, ce qui permettrait d’étouffer la pandémie.

À l’Université d’Ottawa, l’équipe du professeur Marc-André Langlois a conçu un vaccin sous forme d’aérosol que l’on pourra vaporiser dans le nez des personnes déjà immunisées par les vaccins à ARNm actuellement utilisés.

Les vaccins à ARNm qui sont actuellement déployés sont des vaccins administrés par injection intramusculaire qui stimulent le système immunitaire dans le sang afin de l’aider à produire des anticorps et des cellules T mémoires. « Ce type de vaccin est excellent pour prévenir une maladie grave, mais ils ne sont pas très efficaces pour empêcher la transmission, car ce n’est pas leur but premier, qui est celui d’empêcher les complications de la COVID-19 », rappelle M. Langlois, directeur du Réseau de réponse rapide aux variants du coronavirus (CoVaRR-Net).

Le virus de la COVID-19 est un virus respiratoire qui se transmet sous forme de particules dans l’air, et les premières cellules qu’il infecte sont celles de nos voies respiratoires supérieures, soit les cellules des muqueuses du nez, de la gorge et de la bouche. Or, « l’immunité qu’induisent les vaccins intramusculaires ne se focalise pas à ces endroits », souligne-t-il.

Le vaccin nasal mis au point par l’équipe de M. Langlois est constitué de protéines virales purifiées, plus particulièrement de la protéine formant la partie du spicule du virus qui se lie aux récepteurs de nos cellules et qu’on appelle le domaine de liaison au récepteur (RBD ou receptor binding domain). Comme cette région du virus est sujette aux mutations et est souvent celle qui a changé dans les nouveaux variants, on a inséré dans le vaccin une combinaison de RBD provenant de différents variants afin d’offrir une bonne protection contre tous les variants qui sont connus. « La partie du virus que l’on a choisi d’inclure dans le vaccin est assez grande et comprend aussi des segments qui ne mutent pas », précise M. Langlois.

L’administration de ce vaccin sous forme vaporisée dans le nez permettra d’induire une réaction immunitaire locale dans les muqueuses du nez et de la gorge. L’immunité dite mucosale qui en résultera consistera en un type particulier d’anticorps appelé IgA. « Normalement les vaccins à ARNm produisent des anticorps de type IgG qui se retrouvent dans le sang et à terme dans les voies respiratoires plus basses, comme les poumons. Les IgA se retrouvent plutôt dans les muqueuses, celles des voies respiratoires supérieures, soit au point d’entrée du virus, ce qui leur permet de neutraliser le virus quand il pénètre dans le nez et la gorge afin de l’empêcher d’infecter les premières cellules. Ce vaccin préviendrait ainsi l’infection », explique le virologue.

Présentement, l’équipe du CoVaRR-Net expérimente son vaccin chez des souris. Les chercheurs administrent leur vaccin nasal à des souris ayant reçu au préalable une injection intramusculaire d’un vaccin à ARN. Leurs premiers résultats sont très prometteurs, car ils ont mesuré « une belle réponse de type IgA dans les muqueuses des voies respiratoires, ainsi qu’une production accrue (plus élevée que celle induite par le vaccin à ARNm) d’anticorps IgG ». Maintenant, les chercheurs tenteront d’infecter les souris avec différents variants afin d’estimer le niveau de protection offert par cette vaccination.

Autre innovation que présente ce vaccin : les protéines virales purifiées sont produites par des plantes, ce qui en fait une « technologie facilement adaptable et permettant une production à très grande échelle et à coût modique qui pourrait être déployée dans les pays en développement ». « Cette technologie pourra être adaptée à d’autres types de coronavirus et de virus, et elle permet d’obtenir un vaccin qui ne requiert ni seringue, ni aiguille, ni congélateur, ni le recours à un professionnel de la santé pour l’administrer », fait valoir M. Langlois.

D’autres projets

Une équipe de l’Université de Toronto a pour sa part déjà expérimenté chez des souris un vaccin nasal se composant d’adénovirus — expurgés de leur matériel génétique — qui sont utilisés comme vecteurs pour expédier dans les voies respiratoires supérieures le gène codant pour la protéine virale RBD (utilisée dans le vaccin du CoVaRR-Net). Une fois administrés dans le nez, ces adénovirus infectent les cellules épithéliales des voies respiratoires supérieures qui synthétisent alors la protéine du SRAS-CoV-2 à partir du matériel génétique apporté par les adénovirus. Les protéines virales ainsi produites sont sécrétées par les cellules épithéliales et se retrouvent alors exposées au système immunitaire local et sanguin.

Dans un article publié dans la revue Cell & Bioscience, Jun Liu et ses collègues de l’Université de Toronto affirment avoir observé une robuste immunité mucosale (dans les muqueuses des voies respiratoires) et systémique (dans l’ensemble de l’organisme, dont le sang) sous la forme de hauts niveaux d’IgA et d’IgG à la suite de l’administration intranasale de deux doses de leur vaccin. De plus, après avoir exposé les souris au SRAS-CoV-2, ils ont noté l’absence de virus dans les voies respiratoires et aucune inflammation au niveau des poumons, indiquant ainsi que le vaccin prévenait l’infection.

Des chercheurs de l’Université McMaster, en Ontario, ont commencé en janvier dernier des essais cliniques de phase 1 visant à évaluer chez quelques volontaires l’efficacité et l’innocuité de leur vaccin qui doit être inhalé par la bouche.

« Le problème avec l’administration intranasale est que les gouttelettes liquides contenant le vaccin restent principalement dans les voies respiratoires supérieures, soit dans le nez et la gorge. Or, quand les personnes deviennent gravement malades en raison d’un virus comme le SRAS-CoV-2, l’infection a lieu dans les poumons, particulièrement dans les zones inférieures des poumons. Un aérosol administré dans la bouche voyage quant à lui jusqu’à ces zones profondes, en plus de stimuler l’immunité dans les voies respiratoires supérieures », explique Matthew Miller, professeur et chercheur à l’Université McMaster.

Le vaccin contient l’ADN de trois protéines du SRAS-CoV-2, soit l’ADN de la protéine S du spicule, ainsi que l’ADN de la nucléocapside et de la polymérase virale, deux protéines qui ne sont pas présentes à la surface du virus et qui, pour cette raison, « ne mutent pas beaucoup, contrairement à la protéine S, et qui sont grandement conservées non seulement dans les différents variants de SRAS-CoV-2, mais dans tous les types de coronavirus, y compris les coronavirus qui n’existent que chez les chauves-souris, mais qui pourraient causer des pandémies futures », précise M. Miller. « C’est la présence de ces deux dernières protéines qui nous permet de croire que notre vaccin pourrait protéger contre les futurs variants et d’autres coronavirus qui pourraient émerger chez l’humain. »

Des études chez les souris ont d’abord montré que l’administration de ce vaccin par voie intranasale induit une immunité mucosale, y compris dans les poumons, et aussi une immunité systémique qui s’est avérée étonnamment supérieure à celle engendrée par une injection intramusculaire du même vaccin. Compte tenu de ces très bons résultats, l’équipe de l’Université McMaster a obtenu, en octobre dernier, l’autorisation de Santé Canada d’effectuer un essai clinique, dont les premiers participants ont reçu le vaccin en janvier. « Si l’essai continue de bien aller et si nous obtenons le financement nécessaire, il se peut que nous puissions effectuer la phase 3 et être prêts à soumettre une demande d’approbation dans un an et demi à deux ans », affirme M. Miller.

Ces vaccins seront-ils la panacée tant espérée qui permettrait d’éradiquer la COVID-19 ? Même s’il croit à l’importance de mettre au point de tels vaccins, le Dr Don Vinh, microbiologiste et infectiologue au CUSM, est un peu sceptique. « Les vaccins mucosaux, c’est-à-dire ciblant les muqueuses, élimineraient le recours aux congélateurs, aux seringues, aux aiguilles, aux tampons d’alcool, au personnel de la santé. De plus, s’ils peuvent générer une réponse à la porte d’entrée du virus, ils pourraient prévenir l’infection et ainsi réduire la transmission et minimiser les éclosions. Mais les vaccins mucosaux qui existent à l’heure actuelle, comme le FluMist, un vaccin intranasal contre la grippe saisonnière, et les vaccins oraux contre la poliomyélite, le choléra et la salmonelle qui visent la muqueuse intestinale n’ont pas vraiment atteint ce but, car leur efficacité est très moyenne et variable », fait-il remarquer.

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