Vacciner les personnes qui en ont besoin n'est pas toujours facile. La plupart des vaccins, y compris les vaccins à ARNm, doivent être réfrigérés pendant leur stockage, ce qui rend difficile leur envoi vers des endroits qui n’ont pas les infrastructures nécessaires et où ces températures ne peuvent pas être maintenues. De plus, ils ont besoin de seringues, d'aiguilles et de professionnels de la santé qualifiés pour les administrer.

Les chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) aux États-Unis ont peut-être trouvé une solution à ce problème : une imprimante de vaccins mobile qui pourrait potentiellement produire des centaines de doses de vaccin en une journée. Ce type d'imprimante, qui peut tenir sur une table, pourrait être déployé partout où des vaccins sont nécessaires, selon les chercheurs.

Des patchs avec des centaines de micro-aiguilles contenant du vaccin

L'imprimante produit des patchs avec des centaines de micro-aiguilles contenant du vaccin. Le patch peut être attaché à la peau, permettant au vaccin de se dissoudre sans avoir besoin d'une injection par piqûre. Une fois imprimés, les patchs vaccinaux peuvent être conservés pendant des mois à température ambiante. "Nous pourrions un jour avoir une production de vaccins à la demande", a déclaré Ana Jaklenec, chercheuse au Koch Institute for Integrative Cancer Research du MIT, dans un communiqué.

Dans une étude parue le 24 avril dans Nature Biotechnology, les chercheurs ont montré que, chez la souris, ils pouvaient utiliser l'imprimante pour produire des vaccins à ARN contre la Covid-19 thermostables qui pourraient induire une réponse immunitaire comparable à celle générée par les vaccins à ARN injectés par piqûre.

La motivation initiale de l'équipe du MIT, avant l'arrivée de la Covid-19, était de construire un appareil capable de produire et de déployer rapidement des vaccins lors d'épidémies de maladies telles qu'Ebola. Un tel dispositif pourrait être expédié dans un village éloigné, un camp de réfugiés ou une base militaire pour permettre une vaccination rapide d'un grand nombre de personnes.

Rougeole, rubéole, poliomyélite : des vaccins en patch en cours de développement

Au lieu de produire des vaccins injectables par piqûre traditionnels, les chercheurs ont décidé de travailler avec un nouveau type de vaccin basé sur des patchs de la taille d'un ongle du pouce, qui contiennent des centaines de micro-aiguilles. De tels vaccins sont actuellement en cours de développement pour de nombreuses maladies, dont la poliomyélite, la rougeole et la rubéole. Lorsque le patch est appliqué sur la peau, les pointes des aiguilles se dissolvent sous la peau, libérant le vaccin.

L'”encre” que les chercheurs utilisent pour imprimer les micro-aiguilles contenant le vaccin comprend des molécules de vaccin à ARN qui sont encapsulées dans des nanoparticules lipidiques (des particules de graisse), ce qui les aide à rester stables pendant de longues périodes.

L'encre contient également des polymères (de grosses molécules organiques) qui peuvent être facilement moulés dans la bonne forme et rester stables pendant des semaines ou des mois, même lorsqu'ils sont stockés à température ambiante ou plus. Les chercheurs ont découvert qu'une combinaison de polyvinylpyrrolidone et d'alcool polyvinylique, des produits qui sont tous deux couramment utilisés pour former des micro-aiguilles, présentait la meilleure combinaison de rigidité et de stabilité.

Le prototype actuel peut produire 100 patchs en 48 heures

Le prototype actuel peut produire 100 patchs en 48 heures, mais les chercheurs prévoient que les futures versions pourraient être conçues pour développer une plus grande capacité.

Pour tester la stabilité à long terme des vaccins, les chercheurs ont d'abord créé une encre contenant de l'ARN qui code pour la luciférase, une protéine fluorescente. Ils ont appliqué les patchs de micro-aiguilles sur des souris après les avoir stockées à 4°C puis à 25°C (température ambiante) pendant moins de six mois. Ils ont également stocké un lot de particules à 37°C pendant un mois.

Dans toutes ces conditions de stockage, les patchs induisaient une forte réponse fluorescente lorsqu'ils étaient appliqués sur des souris. En revanche, la réponse fluorescente produite par une injection intramusculaire traditionnelle de l'ARN codant pour la protéine fluorescente a diminué avec des temps de stockage plus longs à température ambiante.

Les vaccins à patch aussi efficaces que les vaccins à piqûre sur les souris

Ensuite, les chercheurs ont testé leur vaccin à micro-aiguilles contre la Covid-19. Ils ont vacciné des souris avec deux doses du vaccin, à quatre semaines d'intervalle, puis ont mesuré leur réponse anticorps au virus. Les souris vaccinées avec le patch à micro-aiguilles ont eu une réponse similaire aux souris vaccinées avec un vaccin à ARN injecté traditionnel. Les chercheurs ont également constaté la même force de réponse des anticorps lorsqu'ils ont vacciné des souris avec des patchs à micro-aiguilles qui avaient été conservés à température ambiante jusqu'à trois mois.

Alors que cette étude s'est concentrée sur les vaccins à ARN contre la Covid-19, les chercheurs prévoient d'adapter le processus pour produire d'autres types de vaccins, y compris des vaccins à base de protéines ou de virus inactivés.