La soie d'araignée pour des vaccins d'un nouveau genre
Publié par Isabelle le 19/06/2018 à 12:00
Source: Université de Genève (UNIGE)
En incorporant un vaccin dans une microparticule de soie d'araignée, des chercheurs suisses et allemands découvrent une technique inédite pour mieux lutter contre le cancer et certaines maladies infectieuses.


Cellules immunitaires ayant ingéré des nanoparticules de soie d'araignée - en vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur, appelé cône M, dont la bande passante est axée sur cette fréquence. Le terme...). Les endosomes - la partie de la cellule dans laquelle les nanoparticules relâchent le vaccin – apparaissent en bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement entre 446 et 520 nm. Elle...). (Illustration © Laboratoire Bourquin – UNIGE.)

Les vaccins qui stimulent le système immunitaire (Le système immunitaire d'un organisme est un ensemble coordonné d'éléments de reconnaissance et de défense qui discrimine le « soi » du « non-soi ». Ce qui est...) pour détruire les cellules tumorales sont de plus en plus utilisés dans la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique...) sur la lutte contre le cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de telle manière que la survie de ce dernier est menacée. Ces cellules dérivent...). Le succès n'est cependant pas toujours au rendez-vous. Afin d'agir plus efficacement sur le système immunitaire – et en particulier sur les lymphocytes T, des cellules spécialisées dans la détection des cellules cancéreuses – des chercheurs des universités de Genève (UNIGE) et Fribourg (UNIFR), avec leurs collègues allemands des universités de Munich et de Bayreuth et de la startup AMSilk, ont pioché dans les merveilles de la nature pour créer des microcapsules en soie d'araignée capables de livrer le vaccin directement au cœur des cellules immunitaires. Un procédé qui pourrait également être appliqué à des vaccins préventifs visant à protéger contre des maladies infectieuses, un pas important vers des vaccins stables, faciles d'utilisation et résistants aux conditions de conservation les plus extrêmes. Cette invention est à découvrir dans la revue Biomaterials.

Notre système immunitaire se base essentiellement sur deux types de cellules, les lymphocytes B – qui produisent les anticorps nous permettant de nous défendre contre de nombreuses infections – et les lymphocytes T. Dans le cas du cancer et de certaines maladies infectieuses comme la tuberculose (La tuberculose est une maladie infectieuse transmissible et non immunisante, avec des signes cliniques variables. Elle est provoquée par une...), ce sont précisément les lymphocytes T qu'il s'agit de stimuler. Leur mécanisme d'activation (Activation peut faire référence à :) est cependant plus complexe que celui des lymphocytes B: pour déclencher une réponse, il faut utiliser un peptide, un petit bout de protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques. En général, on...) qui, s'il est injecté tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) seul, est rapidement dégradé par le corps avant même d'atteindre sa cible. "Or, pour développer des médicaments immunothérapeutiques efficaces contre le cancer, il est indispensable de générer une réponse importante des lymphocytes T", indique la professeure Carole Bourquin, spécialiste des immunothérapies antitumorales aux facultés de médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son...) et des sciences de l'UNIGE, qui a dirigé ces travaux. "Les vaccins dont nous disposons actuellement n'ont qu'une action limitée sur les lymphocytes T ; il est donc indispensable de développer d'autres procédés de vaccination (La vaccination est un procédé consistant à introduire un agent extérieur (le vaccin) dans un organisme vivant afin de créer une réaction immunitaire positive contre...) pour contourner ce problème."

Une capsule pratiquement indestructible

Pour ce faire, les scientifiques ont utilisé de la soie d'araignée d'épeire diadème, une araignée de jardin très commune en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du continent...). Ce matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de propriétés particulières et mise...) très léger, résistant, et non-toxique est en outre synthétisable artificiellement. "Nous avons recréé en laboratoire cette soie si particulière pour y insérer un peptide aux propriétés vaccinales", explique Thomas Scheibel de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) de Bayreuth, spécialiste mondial de la soie d'araignée, qui a participé à cette étude. "Ensuite, les chaînes de protéines ainsi formées sont enroulées sur elles-mêmes afin de former des microparticules injectables."

Les microparticules de soie forment une sorte de capsule de transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par assimilation, des actions de déplacements...) capable non seulement de protéger le peptide vaccinal afin qu'il ne soit pas dégradé par l'organisme, mais aussi d'acheminer son précieux chargement (Le mot chargement peut désigner l'action de charger ou son résultat :) à bon port, au cœur même des cellules des ganglions lymphatiques, augmentant ainsi considérablement la réponse immunitaire des lymphocytes T. "Notre étude a apporté la preuve de la validité de notre technique", révèle Carole Bourquin. "Nous démontrons ainsi l'efficacité d'une nouvelle technique de vaccination extrêmement stable, facile à fabriquer et facilement personnalisable."

Vers un nouveau modèle de vaccin ?

Les scientifiques eux-mêmes ont été surpris par la résistance des microparticules de soie d'araignée à la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !), qui supporte plus de 100°C pendant plusieurs heures (L'heure est une unité de mesure  :) sans dommage. En théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur...), ce procédé permettrait d'offrir des vaccins ne nécessitant ni adjuvant (Un adjuvant est quelque chose ou quelqu'un qui aide à l'accomplissement d'un processus.), ni chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) de froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.). Un avantage indéniable, en particulier dans les pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas...) en voie de développement où l'une des grandes difficultés est justement la conservation des vaccins. L'une des limitations de ce procédé, cependant, réside dans la taille des microparticules: si le concept est en principe applicable à n'importe quel peptide, qui sont tous suffisamment petits pour être incorporés dans les protéines de soie, les recherches doivent se poursuivre afin de vérifier s'il est également possible d'incorporer les antigènes de plus grande taille utilisés dans les vaccins standards, notamment contre la plupart des maladies virales.

Quand les scientifiques imitent la nature

"De plus en plus, les scientifiques cherchent à imiter la nature dans ce qu'elle fait de mieux", ajoute Thomas Scheibel. "Cette démarche a même un nom: la bioinspiration. C'est exactement ce que nous avons fait ici." Les propriétés de la soie d'araignée en font un produit particulièrement intéressant: biocompatible, solide, fin, biodégradable, résistant aux conditions extrêmes et même antibactérien, on peut imaginer de multiples applications, notamment des pansements ou des fils de suture.
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