Nouvelle technique pour renforcer le système immunitaire.

Good news for public health: Bioengineering researchers from the EPFL in Lausanne, Switzerland, have developed and patented a nanoparticle that can deliver vaccines more effectively, with fewer side effects, and at a fraction of the cost of current vaccine technologies.

De bonnes nouvelles pour la santé publique : Les bioingénieurs de Suisse ont développé et mis sous patente une nanoparticule qui peut délvrer des vaccins plus efficacement, avec moins d'effets secondaires, et à une fraction du coût des technologies courantes.

Described in an article appearing online September 16 in the journal Nature Biotechnology, the vaccine delivery platform is a deceptively simple combination of nanotechnology and chemistry that represents a huge advantage over current vaccine methods. This technology may make it possible to vaccinate against diseases like hepatitis and malaria with a single injection.

Le vaccin est une combinaison très simple de nanotechnologie et de chimie qui représente un énorme avantage sur les méthodes courrantes.

And at an estimated cost of only a dollar a dose, this technology represents a real breakthrough for vaccine efforts in the developing world.

A vaccination is an injection of a non-virulent form of a pathogen or molecule from a pathogen (known as an antigen), to which the immune system responds, destroying and then developing a "memory" for the pathogen. Later, when a virulent form of the pathogen comes along, this memory kicks in and the intruder is quickly eradicated. Most vaccines protect against viruses or bacteria, but vaccine techniques are also being explored as a way to kill cancer cells.

Une vaccination est un injection de forme non-virulente d'un pathogène ou d'une molécule issue d'un pathogène (un antigène) au quelle le système eimmunitaire réponds, le système immunitaire détruit et garde en mémoire l'agent pathogène. Plus tard, quand la forme virulente et pathogène revient, cette mémoire revient et le chasse. La plupart des techniques de vaccins ont été aussi essayé sur le cancer.

Thanks to recent advances, an immune response can be triggered with just a single protein from a virus or bacterium. Recent research has also shown that the best way to get sustained immunity is to deliver an antigen directly to specialized immune cells known as dendritic cells (DCs).

Des récentes avancées ont démontré que le meilleur moyen d'obtenir un résultat durable était de délivrer l'antigène directement aux cellules spécialisées connues sous le nom de cellules dendritiques.

This technique is not yet used clinically because there are two difficulties to overcome in targeting the DCs: first, there are not very many of these cells in the skin or muscle, where injections are usually made, so obtaining an adequate immune response with a single injection is difficult; and second, activating the DCs requires co-delivering a "danger signal" of some sort, otherwise the immune system will just ignore it. Current approaches mimic bacterial molecules already known to the immune system, but this can cause side effects or even be toxic.

Cette technique n'est pas encore utilisée parce que il y a trop de difficultés pour cibler les cellules dendritiques : premièrement il n'y pas beaucoup de ces cellules dans la peau et les muscles ou le sinjections sont faites habituellement aussi obtenir une réponse adéquate avec une simple injection est difficille et deuxièmement activer les cellules dendritiques requiert de délivrer un signal de danger en même temps, autrement le système les ignore. L' approches courante est de présenter
des molécules déja connues du système immunitaire mais cela peut avoir des effets secondaires et être toxique.

EPFL professors Jeff Hubbell and Melody Swartz and PhD student Sai Reddy have engineered nanoparticles that completely overcome these limitations. At a mere 25 nanometers, these particles are so tiny that once injected, they flow through the skin's extracellular matrix, making a beeline to the lymph nodes. Within minutes, they've reached a concentration of DCs thousands of times greater than in the skin. The immune response can then be extremely strong and effective.

Les scientifiques ont fait des nanoparticules qui peuvent vaincre complètement ces limitations. À 25 nanomètre, ces particules sont si petites qu'une injecté, elles passent au travers de la matrice extraacellulaire de la peau et vont jusqu'au nodules lymphatiques. En dedans de quelques minutes, elles peuvent atteidre une concentration de de cellules dendritiques des milliers d efois plus grande que dans la peau. La réponse immunitaire peut être extrêmement forte et efficace.

In addition, the EPFL team has also engineered a special chemical coating for the nanoparticles that mimics the surface chemistry of a bacterial cell wall. The DCs don't recognize this as a specific invader, but do know that it's something foreign, and so a low-level, generic immune reaction known as "complement" is triggered. This results in a particularly potent immune response without the risk of unpleasant or toxic side effects.

En plus, les chercheurs ont fait un enduit spécial pour les naoparticules qui imite la surface chimique d'une bactérie. Les cellules dendritiques ne reconnaissent pas l'envahisseur spécifiquement mais génèrent un bas-niveau d'alerte comme complément. Ceci résulte en une particulièrement puissante réponse immunitaire sans le risque des effets secondaires déplaisants.

"People have been exploring nanoparticles for a while," says Hubbell. "Our ideas -- to activate complement as a danger signal, and to exploit the slow interstitial flow towards the lymph nodes -- are completely new. But it meant that our particles had to be much smaller than anything currently being developed. No other labs have managed to engineer so many levels of functionality into nanoparticles that are smaller than biologically occurring particles," he adds. "The beauty of it is that once we have developed the recipe, any lab can make them."

"Les gens ont explorer les nanoparticules depuis un bout de temps" dit Hubbell "notre idée d'Activer un signal de danger et d'exploiter le flot interstital vers les nodules lymphatiques est complètement nouvelle. MAis cela voulait dire que nos particules se devaient d'être plus petites que tout ce qui avait déja été fait. Les autres laboratoires n'ont pas non plus mit autant de fonctions sur des nanoparticules que nous. LA beauté de l'affaire c'est qu'une fois que nous avons dévelopepr la recette, n'importe quel laboratoire va pouvoir les faire."

Cost and logistics are important factors, especially for use in developing countries. Unlike other nanoparticle vaccine technologies that degrade in water and thus require expensive drying and handling procedures, the EPFL team's nanoparticles won't degrade until they are in the body. They are in liquid form and don't require refrigeration, so preparation and handling costs are reduced, and they are easy to transport.

The group is collaborating with the Swiss Tropical Institute in Basel to determine the strength and duration of the immune response in the context of a nanoparticle malaria vaccine. Toxicity studies are also in the works. Swartz says that the team is also planning to use this technique to target cancer cells.

Swartz dit aussi que l'équipe planifie d'utiliser la technique pour cibler les cellules cancéreuses.

"If, as we hope, this vaccine technique can confer sustained immunity with a single injection for around a dollar a dose, without toxic side effects, it could have a real impact on public health, in the developing world as well as right here at home," says Swartz. "More study is required to achieve these goals," she adds, "but we have every reason to believe this technique could be in use within five years."

"nous avons toutes les raisons de croire que cette technique pourrait être utilisée d'ici à 5 ans."