La technique des ventouses pourrait-elle stimuler l'administration du vaccin ?

La technique des ventouses pourrait-elle stimuler l’administration du vaccin ?

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  • Une équipe de chercheurs a récemment développé une nouvelle façon d’administrer des médicaments à base d’acides nucléiques en utilisant une méthode similaire à une ancienne technique de ventouses.
  • Leurs expériences indiquent que la technique rend l’administration du vaccin plus efficace de plusieurs ordres de grandeur.
  • La technique des ventouses est actuellement en cours d’essais cliniques pour administrer un vaccin COVID-19.

Au cours des 20 dernières années, les scientifiques ont développé une gamme de médicaments à base d’acides nucléiques à la fois comme traitements et vaccins.

Les acides nucléiques sont présents dans toutes les cellules vivantes, notamment sous forme d’ADN et d’ARN.

Les traitements et vaccins qui utilisent des acides nucléiques agissent en inhibant, ajoutant, remplaçant ou modifiant l’ADN et l’ARN dans les cellules hôtes.

L’efficacité de ces traitements et vaccins dépend de la façon dont ils peuvent être administrés aux cellules de l’hôte. S’ils sont injectés directement dans les tissus, par exemple, la plupart des acides nucléiques se dégraderont rapidement à moins d’être protégés.

Les vaccins Pfizer-BioNTech et Moderna COVID-19 sont tous deux des médicaments à base d’acides nucléiques. Les acides nucléiques contenus dans ces vaccins sont enfermés et protégés par des nanoparticules lipidiques qui les délivrent à travers la membrane de la cellule hôte.

Bien qu’ils soient efficaces, les médicaments délivrés de cette manière sont vulnérables à la dégradation pendant le stockage.

Une méthode d’administration pour les médicaments à base d’acide nucléique est l’électroporation. Il s’agit de délivrer des acides nucléiques à des cellules rendues plus perméables à l’aide d’une impulsion électrique.

Bien qu’elles soient quelque peu efficaces, ces impulsions électriques peuvent provoquer des contractions musculaires, des lésions tissulaires et des douleurs, et elles peuvent ne pas convenir aux personnes qui utilisent des appareils électriques implantables tels que des défibrillateurs ou des stimulateurs cardiaques.

L’utilisation de cette méthode nécessite également une formation importante, et le coût des équipements peut la rendre inaccessible aux régions et aux populations moins riches.

La création d’une méthode d’administration de médicaments à base d’acides nucléiques qui surmonte les effets secondaires indésirables et les barrières financières tout en restant efficace pourrait augmenter l’accessibilité des vaccins dans les zones aux ressources limitées.

Récemment, des chercheurs de Rutgers, de l’Université d’État du New Jersey à Piscataway et de GeneOne Life Science à Séoul, en Corée du Sud, ont développé une méthode basée sur une ancienne technique de ventouse pour administrer des médicaments à base d’acides nucléiques.

« Le développement de technologies d’administration améliorées joue un rôle déterminant dans la généralisation des produits biologiques à base d’acides nucléiques et leur pertinence clinique, et la distribution mondiale de vaccins n’est qu’un exemple », a déclaré le professeur Hao Lin, auteur principal de l’étude.

« Nous avons démontré une plate-forme de transfection alternative, sûre et efficace qui produit des niveaux élevés d’expression du transgène. »

« Les avantages incluent également la rentabilité de l’appareil, […] l’évolutivité de la fabrication et des exigences minimales pour la formation des utilisateurs », a-t-il ajouté.

“En raison des avantages inhérents à l’ADN, notamment d’éviter les exigences de la chaîne du froid d’autres vaccins, cette technologie facilite les programmes de vaccination dans les régions reculées du monde où les ressources sont limitées”, a-t-il ajouté.

L’étude paraît maintenant dans la revue Science Advances.

Ventouse

La ventouse est une méthode de traitement ancienne du Moyen-Orient et de Chine. Elle consiste à appliquer des tasses chauffées sur la peau pour créer une pression négative et augmenter la circulation sanguine pour favoriser la guérison.

Depuis 1950, les médecins ont utilisé la méthode dans les hôpitaux en Chine et ailleurs pour des affections telles que l’acné, la paralysie faciale et la dyspnée.

Bien que les preuves de ses bienfaits pour la santé fassent défaut, les auteurs de la nouvelle étude ont décidé d’étudier une technique similaire en tant que méthode d’administration potentielle pour la médecine à base d’acides nucléiques.

Pour tester la méthode, les chercheurs ont rassemblé deux groupes de rats et leur ont injecté de l’ADN dans les couches supérieures de leur peau. Un groupe a reçu le « traitement par ventouse » sur son site d’injection, tandis que l’autre groupe n’en a pas reçu.

Les chercheurs ont surveillé l’activité de l’ADN par microscopie à fluorescence. Ils ont découvert que l’expression génique du vaccin était détectable 4 heures après la vaccination. Chez les rats qui ont également subi des ventouses, cependant, l’expression des gènes était détectable 1 heure après la vaccination.

24 heures après l’injection, les chercheurs ont constaté que l’expression des gènes était détectable huit fois plus profondément sous la peau chez les rats ayant subi des ventouses que chez ceux ayant reçu des injections d’ADN seuls.

Livraison du vaccin COVID-19

Pour déterminer si cette technologie pourrait ou non fonctionner pour fournir des vaccins potentiels contre le COVID-19, les chercheurs ont ensuite injecté aux rats un vaccin candidat synthétique à ADN SARS-CoV-2.

Ils ont divisé les rats en trois groupes :

  • Le premier groupe a reçu deux injections du candidat vaccin sans aspiration aux jours 0 et 14.
  • Le deuxième groupe a reçu un vaccin, suivi d’une aspiration cutanée au jour 0.
  • Le troisième groupe a reçu deux vaccinations et une aspiration cutanée aux jours 0 et 14.

Les chercheurs ont prélevé des échantillons de sang sur les rats aux jours 0 et 14, avant la vaccination, et à nouveau au jour 29.

Ils ont constaté que les rats qui ont reçu des ventouses après le vaccin avaient une réponse immunitaire significativement plus forte que ceux qui ont reçu le vaccin seul.

Les chercheurs ont également découvert que les réponses immunitaires chez les rats qui ont reçu un seul vaccin suivi d’une aspiration n’étaient pas statistiquement différentes de celles qui ont reçu deux vaccins suivis d’une aspiration.

Ils notent également que les rats qui ont subi une aspiration n’avaient aucun signe de lésion tissulaire ou d’infiltration de lymphocytes dans leurs zones d’injection.

Les chercheurs disent que les mécanismes sous-jacents de l’administration par succion ne sont pas clairs. Ils émettent cependant l’hypothèse que cela pourrait fonctionner via la voie CG. Cela joue un rôle dans la détermination des molécules qui traversent les membranes et pénètrent dans les cellules.

Les chercheurs expliquent qu’il sera difficile de confirmer les mécanismes sous-jacents des ventouses en raison de la complexité des processus impliqués et du manque de disponibilité des médicaments utilisés pour les tests.

Néanmoins, les chercheurs disent que même sans compréhension mécaniste, il est toujours possible d’améliorer la méthode.

“Actuellement, la procédure est en deux étapes : une injection suivie d’une aspiration”, a déclaré le Dr Lin à Medical News Today.

“Nous travaillons sur une combinaison appareil/méthode pour rendre l’application en une seule étape, c’est-à-dire l’injection et l’aspiration en une seule étape par un seul appareil”, a-t-il poursuivi. « De plus, nous essayons de réduire encore plus le temps d’aspiration pour augmenter l’acceptation des patients et du personnel. »

Lorsqu’on lui a demandé si cette méthode pouvait fonctionner pour les vaccins COVID-19, le Dr Lin a déclaré : « Théoriquement, cela peut être possible, mais nous ne pouvons pas répondre sans test car, à l’exception des vaccins ADN, les vaccins COVID-19 sont administrés dans le muscle, alors que cet appareil délivre [the] vaccin aux couches supérieures de la peau.

“Les [suction] dispositif est actuellement testé dans les essais cliniques de phase 1 et de phase 2 d’un vaccin COVID-19. La documentation permettant le dépôt auprès des organismes de réglementation pour une utilisation clinique générale et généralisée est en cours de préparation », a-t-il déclaré.

En réponse à la même question, le Dr Karl McCullagh – qui est conférencier et chercheur principal au Département de physiologie de l’Université nationale d’Irlande, Galway, et n’a pas participé à l’étude – a déclaré : « Potentiellement oui. Cependant, une différence béante entre la peau de rat de rongeur et la peau humaine est la fixation d’une fine couche de muscle squelettique appelée panniculus carnosus (PC). Le derme de rat a le muscle PC, qui est absent dans la peau humaine. Pour cette seule raison, la procédure devrait être testée sur la peau humaine pour voir si l’efficacité est la même, moindre ou améliorée.

« Les vaccins COVID-19 actuels à base d’ADN utilisent un adénovirus (un virus grippal courant) pour transporter l’ADN dans les cellules, et les effets secondaires parfois signalés sont probablement dus à la montée d’une réponse immunitaire contre l’adénovirus. Les organismes d’approbation des médicaments sont toujours préoccupés par les traitements à base d’ADN présentant un risque de mutagenèse par insertion du génome », a-t-il ajouté.

« Par conséquent, il serait très intéressant d’adapter la technique signalée pour l’administration de vaccins à base d’ARNm dans les tissus dermiques et d’examiner à nouveau l’efficacité de la résistance immunitaire à l’infection au COVID-19. La technique pourrait être facilement envisagée pour l’administration de vaccins à base d’ADN, mais l’instabilité des vaccins à base d’ARNm peut nécessiter une adaptation du protocole », a-t-il expliqué.

Regarder vers l’avant

Les chercheurs concluent que les ventouses sont une méthode prometteuse pour l’administration de médicaments à base d’acides nucléiques. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour voir si cela pourrait fonctionner pour fournir des vaccins COVID-19 aux humains.

« Le dispositif d’aspiration présente de nombreux avantages par rapport aux autres dispositifs d’administration de vaccins à ADN. Premièrement, il est très peu coûteux et facile à utiliser, nécessitant une formation minimale », a déclaré le Dr Lin à MNT. « Deuxièmement, l’appareil fonctionne avec une batterie facilement rechargeable. »

« Troisièmement, a-t-il poursuivi, est le degré élevé d’acceptation par les patients, car l’appareil aidera à administrer des vaccins à ADN sans douleur ni inconfort. »

« Et quatrièmement, contrairement aux temps d’installation importants avec d’autres appareils, cela ne nécessite que de changer un capuchon, puis d’appuyer sur le bouton d’alimentation ; la machine s’éteindra dans quelques secondes.

« Cela, associé aux nombreux avantages de l’ADN en tant que type de vaccin – les plus grands avantages étant la capacité d’éviter complètement le besoin de congélateurs du point de vue du clinicien, et les effets secondaires et l’inconfort faibles du point de vue du patient – en font une plate-forme vaccinale idéale. pour les régions à ressources limitées et éloignées.

– Dr McCullagh

“[This vaccination method] est très attrayant pour de multiples raisons. Le développement d’une méthode non virale améliorée de délivrance d’ADN aux cellules/tissus sans trop de perturbations ou de dommages tissulaires est indispensable pour une utilisation clinique chez l’homme », a déclaré le Dr McCullagh. « La livraison de gènes non viraux est notoirement faible par rapport aux méthodes de livraison de gènes viraux super efficaces […], dont l’une consiste à encapsuler l’ADN ou l’ARN dans des vésicules lipidiques de différentes chimies (exploitées pour le succès récent du vaccin à ARNm COVID-19) et facilite l’entrée dans les cellules.

“Cependant, la chimie moins supplémentaire pour faciliter le mouvement des acides nucléiques à travers la bicouche lipidique de la membrane plasmique réduira le risque d’effets secondaires secondaires. La simple utilisation d’une pression négative sur une petite surface tissulaire se prêterait très bien aux programmes de vaccination et au traitement médical des maladies superficielles ou liées à la surface de la peau, telles que les mélanomes, etc. », a-t-il ajouté.

“[A limitation to this research] est qu’une grande partie des données rapportées montrant une efficacité élevée de la transfection génique ont été générées dans des expériences où seuls les plasmides exprimant la GFP relativement petits ont été utilisés. L’efficacité de la transfection diminue avec des gènes et des plasmides plus gros. Par conséquent, les plasmides codant pour différents gènes de l’antigène COVID de différentes tailles devraient être examinés et leur efficacité rapportée avant de lancer des essais sur l’homme », a-t-il conclu.

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