Développement et évaluation de Sphéroplexes en tant que vaccin oral à ARNm capable de traverser les barrières gastro-intestinales et d'induire une réponse immunitaire muqueuse – SpherOrVac

Les muqueuses sont composées d'un épithélium spécialisé recouvert d'une couche de mucus, et constituent la principale porte d'entrée de la plupart des agents pathogènes. L'induction d'une réponse immunitaire muqueuse est hautement souhaitable afin de prévenir efficacement l'infection et la transmission des agents pathogènes émergents. La présence dans l'intestin grêle de plaques de Peyer en tant que site inducteur du tissu lymphoïde associé à l'intestin (GALT) fait de la voie d'administration orale une approche souhaitable pour la vaccination muqueuse. Cependant, l'administration d’un vaccin oral doit surmonter certaines conditions sévères du tractus gastro-intestinal (TGI) telles que le pH acide, la dégradation par les enzymes digestives, la faible absorption à travers la couche de mucus et la tolérance immunitaire. Les nanoparticules hybrides lipides-polymères (NPs) permettent la modification des propriétés de surface afin de surmonter la barrière de perméation muqueuse, d'améliorer leur stabilité physico-chimique et protéger des médicaments pendant le transit à travers le TGI. L'objectif de ce projet est de concevoir un système de délivrance hybride d'ARNm stable, capable de contourner la barrière GI et de permettre une expression d'ARNm suffisamment forte pour induire une réponse immunitaire muqueuse. Précédemment, nous avons développé des NP hybrides (lipides-polymères), nommés sphéroplexes (Sphx), comme système de délivrance de petits ARN interférents (siRNA). L'administration orale de Sphx formulés avec des siRNA anti-TNF-a à des souris atteintes de colite ulcéreuse induite par le DSS a indiqué une régression de la maladie avec la diminution du taux de TNF-a dans le côlon. Notre hypothèse est qu'en utilisant une combinaison de lipides et de polymères dédiés pour former Sphx, nous pourrions rassembler la vectorisation de l'ARNm, les propriétés adjuvantes et la propriété de muco-pénétration, dans un système de délivrance unique capable d'induire une réponse immunitaire muqueuse et systémique robuste et durable après administration par voie orale. À l'aide d'un système microfluidique automatisé, les formulations ARNm-Sphx seront synthétisés avec diverses compositions lipides-polymères, et nous allons évaluer la corrélation de la stabilité de la formulation et leur interaction avec la couche de mucus. Les propriétés immunostimulantes de la formulation seront évaluées en tenant compte de la propriété adjuvante intrinsèque des nanoparticules hybrides et de l'incorporation de molécules adjuvantes dans le système d'administration pour surmonter la tolérance orale. Afin d'analyser l'absorption physiologique des formulations fluorescentes de Sphx, nous utiliserons le modèle de la boucle intestinale de souris ex-vivo qui respecte l'environnement naturel de la muqueuse intestinale in vivo. La biodistribution de formulations d'ARNm Sphx sera évaluée afin de sélectionner celles qui sont capables de cibler l'intestin grêle et d'exprimer l'ARNm dans les cellules dendritiques de la région PP. Enfin, comme preuve de concept, l'immunisation de souris sera réalisée avec des Sphx sélectionnés et formulés avec de l'ARNm modifié par N1-méthylpseudouridine et codant pour la protéine effectrice sécrétée sérodominante B (SseB) qui sera utilisée comme modèle d'antigène immunogène et protecteur contre l'infection à Salmonella enterica. Si notre hypothèse est confirmée, les données de SpherOrVac pourraient être utilisées comme base pour de futurs vaccins à ARNm capables de prévenir non seulement l'infection, mais aussi la transmission d'agents pathogènes (ré)émergents.