Rendre les aiguilles inutiles

Le coup d'aiguille est pénible, mais il nous protège d'une multitude de microbes. Aux États-Unis, les enfants subissent jusqu'à 14 injections de vaccins à l'âge de 16 ans. Les adultes sont vaccinés pour prévenir la grippe et le tétanos ; les voyageurs s'arment contre le choléra, la typhoïde et d'autres maladies.

Bien que l'injection soit un moyen séculaire de livraison des marchandises, elle présente des inconvénients importants. Le matériel d'injection peut quadrupler le coût d'une seule vaccination. La peur de l'aiguille réduit le respect des calendriers de vaccination dans les pays développés. Dans les pays en développement, la réutilisation des seringues propage des maladies et le manque de réfrigération limite la disponibilité des vaccins. En effet, la gravité de ces problèmes a récemment incité l'Organisation mondiale de la santé (OMS) à déclarer la guerre aux injections à risque et à préconiser le développement de vaccins oraux et nasaux.

Cette histoire faisait partie de notre numéro de septembre 1998

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Les vaccins injectés règnent en partie parce que les chercheurs comprennent leur fonctionnement. L'introduction d'un vaccin sous la peau ou dans le muscle provoque une immunité systémique : des anticorps protecteurs circulent dans le sang. L'administration du vaccin par voie orale déclenche l'immunité sur les surfaces muqueuses humides telles que celles qui tapissent la bouche, le nez et les voies génitales, mais le processus a été beaucoup moins bien compris, explique Robert Edelman, directeur associé de la recherche clinique au Center for Vaccine de l'Université du Maryland. Développement à Baltimore. Mais lorsque l'épidémie de sida a frappé au début des années 1980, elle a forcé les chercheurs à commencer à démêler les subtilités de l'immunité des muqueuses.

Au cours des cinq à dix dernières années, les chercheurs ont appris comment les microbes qui pénètrent dans le corps via les surfaces muqueuses peuvent être bloqués par les vaccins muqueux. Armées de nouvelles connaissances, plus d'une douzaine de sociétés de technologie vaccinale espèrent rendre l'aiguille de vaccination inutile et la remplacer par des sprays nasaux, des gouttes nasales, des liquides aromatisés, des patchs cutanés et des plantes comestibles contenant des vaccins. Alors que certains testent encore des produits en laboratoire, d'autres ont déjà franchi les obstacles du processus d'approbation de la Food and Drug Administration (FDA). Un vaccin oral pour protéger les enfants contre la diarrhée à rotavirus et un spray nasal alternatif au vaccin antigrippal sont les premiers à être commercialisés au cours des deux prochaines années.

Bien que chaque nouveau vaccin ait un prix de recherche et développement de 50 à 200 millions de dollars, le retour sur investissement potentiel est énorme. Les fabricants du vaccin antirotavirus, par exemple, prévoient des ventes mondiales annuelles pouvant atteindre 250 millions de dollars. Une autre entreprise estime que les clients pourraient débourser plusieurs milliards de dollars chaque année pour un vaccin nasal contre Shigella, une bactérie causant la diarrhée. Pour sa part, Edelman espère que des systèmes de distribution conviviaux amélioreront le taux de vaccination des enfants à un moment où 1 million d'enfants américains n'ont pas reçu les vaccins recommandés. Les enfants doivent obtenir tellement de photos que cela réduit la conformité, dit Edelman. Il y a un besoin pour de nouveaux systèmes de livraison.

Un videur à la porte

La cible principale des vaccins non injectés est la vaste étendue de membranes muqueuses du corps. Ensemble, les cellules muqueuses couvrent une surface égale à environ un terrain de tennis et demi, tapissant les voies respiratoires et gastro-intestinales, les voies urinaires et génitales, même les paupières. L'immunité muqueuse est la première ligne de défense du corps, puisque 90 pour cent des infections commencent au niveau des sites muqueux. Des infections courantes telles que la pneumonie, les maux de gorge, la grippe, les maladies diarrhéiques, les ulcères et les maladies sexuellement transmissibles commencent toutes au niveau des surfaces muqueuses.

L'immunisation des muqueuses incite le système immunitaire à produire deux types d'anticorps dans différentes régions du corps : des anticorps IgA puissants sur les surfaces muqueuses et des anticorps IgG dans la circulation sanguine. En revanche, les vaccins injectés ne déclenchent que des anticorps IgG dans le sang. En provoquant la réponse IgA, les vaccins muqueux protègent le corps contre les agents pathogènes envahissants avant qu'ils n'atteignent et n'endommagent les organes internes. La protection d'un vaccin injecté induisant des IgG n'intervient qu'après le début d'une infection.

Un vaccin muqueux peut prendre un certain nombre de formes différentes. Les vaporisateurs nasaux, les gouttes nasales ou oculaires, les gélules, les liquides et les suppositoires rectaux ou vaginaux sont tous des véhicules possibles pour la vaccination, certains nettement plus pratiques et agréables au goût que d'autres. Heureusement, dit David Burt, vice-président de la recherche chez Intellivax International Inc., basé à Montréal, le système immunitaire muqueux est interconnecté, de sorte que les vaccins appliqués à un site muqueux pratique protègent également d'autres parties du corps.

Un coup dans le nez

L'un des premiers vaccins à pénétrer dans les narines des patients sera probablement FluMist, un spray nasal destiné aux virus de la grippe. Les enfants et les adultes en bonne santé pourraient bientôt recevoir leur vaccin antigrippal annuel à l'aide de ce dispositif semblable à une seringue avec un pulvérisateur aérosol à l'endroit où l'aiguille devrait être. L'appareil délivre un virus grippal vivant, mais affaibli, qui ne se développe qu'aux températures plus fraîches des voies nasales. Là, le vaccin amorce le système immunitaire muqueux pour arrêter les virus de la grippe pathogènes avant qu'ils ne puissent s'installer dans le nez et les voies respiratoires supérieures.

FluMist s'est bien comporté dans les essais cliniques - il offre une protection de 93 pour cent contre la grippe chez les enfants, avec des effets secondaires légers (nez qui coule ou mal de gorge) qui durent environ un jour. Mais le nouveau vaccin pourrait également avoir un autre effet secondaire plus positif. Il réduit le taux d'infections de l'oreille liées à la grippe de 98 pour cent. Les infections de l'oreille envoient des enfants américains chez le pédiatre plus de 31 millions de fois chaque année, et la plupart de ces enfants reçoivent des antibiotiques ; vacciner les enfants contre la grippe pourrait faire une brèche dans cette surutilisation d'antibiotiques et l'augmentation qui en résulte des bactéries résistantes aux médicaments.

Aviron, la société californienne qui développe FluMist, a demandé l'approbation de la FDA pour le vaccin nasal contre la grippe cet été. La société espère rendre FluMist disponible à temps pour la saison de la grippe 1999.

En bas du gosier

Une autre voie évidente pour les vaccins non injectables est la trappe. Mais les vaccins oraux se heurtent à des obstacles de taille. Ils doivent survivre à l'environnement hostile de l'estomac et des intestins. De plus, le tube digestif est confronté à de nombreux défis immunologiques liés à l'alimentation, explique Peter Nara, président de l'International Society for Vaccines et directeur de la R&D de la start-up Biological Mimetics du Maryland. En conséquence, la muqueuse du tractus a tendance à ignorer les stimuli immunitaires tels que les vaccins. Tout vaccin opérant là-bas fonctionne contre l'hôtel de ville, selon Nara.

Malgré ces obstacles, de nouveaux vaccins contre des maladies aussi disparates que la fièvre typhoïde et le cancer de l'estomac seront bientôt avalés. L'un des premiers sera très probablement RotaShield, développé pour protéger les jeunes enfants de la diarrhée sévère causée par les rotavirus. Près d'un million d'enfants meurent chaque année d'infections à rotavirus dans les pays en développement, et sa forme orale peut faciliter la distribution de RotaShield dans ces régions. Aux États-Unis, 3 millions de cas de diarrhée à rotavirus représentent chaque année 500 000 visites chez le médecin, 100 000 hospitalisations et 100 décès, ce qui coûte au système de santé 1,4 milliard de dollars en coûts directs et indirects.
Albert Kapikian et ses collègues ont commencé à bricoler le vaccin oral contre le rotavirus en 1980. Nous n'avons même jamais envisagé la possibilité d'une voie injectée, explique Kapikian, chef de la section d'épidémiologie du Laboratoire des maladies infectieuses, qui fait partie de l'Institut national des allergies et des maladies infectieuses. Maladies. Faire un vaccin oral contre un virus intestinal était une voie naturelle à suivre.

Pour sauver le vaccin de la destruction dans l'environnement acide de l'estomac, les enfants des premières études ont bu du lait (un neutralisant acide) une demi-heure avant la vaccination. Dans sa forme finale, le vaccin est lyophilisé, puis mélangé à une petite quantité d'un tampon salé qui le protège. Dans l'intestin, le virus se multiplie assez longtemps pour générer des anticorps protecteurs contre les muqueuses - le seul effet secondaire est une fièvre légère et brève. La preuve en est le pudding - ou la protection - qui a été excellent, dit Kapikian ; le vaccin réduit l'incidence de la diarrhée à rotavirus sévère jusqu'à 90 pour cent. Agréé par les laboratoires Wyeth-Ayerst, RotaShield attend l'approbation de la FDA. Le vaccin, qui sera recommandé pour tous les enfants de 2, 4 et 6 mois, a déjà obtenu l'aval des Centers for Disease Control, de l'American Academy of Pediatrics et de l'OMS.

Vaccin Légumes

À mesure que la connaissance du système immunitaire muqueux émergeait, les outils de génie génétique qui permettent aux chercheurs d'insérer des molécules vaccinales dans les plantes le sont également. L'étape logique suivante consistait à rechercher si les plantes alimentaires porteuses de vaccins pouvaient immuniser le tube digestif. Les outils et les connaissances ont convergé, ce qui nous a naturellement conduits sur cette voie, selon William Langridge, biologiste moléculaire à la Loma Linda School of Medicine en Californie.

Langridge a converti la pomme de terre plébéienne en un vaccin contre le choléra en ajoutant des gènes pour la toxine cholérique. Chez les souris qui ont mangé les pommes de terre crues, la toxine s'est liée aux cellules de l'intestin et a déclenché la production d'anticorps contre le choléra. Pour rendre les pommes de terre plus attrayantes, Langridge a fait bouillir de petits cubes de ses patates spéciales jusqu'à ce que, étonnamment, au moins la moitié du vaccin soit resté actif. Les méthodes de cuisson éclair, comme la friture, peuvent conserver plus de vaccins, soupçonne-t-il. (Imaginez vous faire vacciner dans un sac de chips ou une assiette de frites.) Les expériences de Langridge ont suscité l'intérêt des sociétés de biotechnologie, mais il est trop tôt dans les négociations pour les identifier, dit-il.

Les pommes de terre sont un aliment de base au Pérou, en Bolivie et en Inde - des pays où le choléra provoque une diarrhée déshydratante et la mort - la pomme de terre est donc une bonne plante cible, dit Langridge. Il a calculé que manger une pomme de terre bouillie par semaine pendant un mois devrait protéger contre le choléra. Des crampons d'appoint peuvent être nécessaires si la protection tombe. Les usines alimentaires nous rapprochent de la mise en place d'une stratégie peu coûteuse, pratique, efficace et sûre pour la prévention des maladies entériques (intestinales) infectieuses, explique Langridge. Lorsqu'ils sont cultivés localement dans les pays en développement, les vaccins comestibles pourraient contourner les problèmes de transport et de réfrigération qui entravent l'efficacité des programmes de vaccination.

Alors que des chercheurs du Boyce Thompson Institute for Plant Research (BTI) de l'Université Cornell ont également expérimenté des vaccins à base de pomme de terre, ils se tournent maintenant vers les plantes plus couramment consommées crues. Les pommes de terre étaient la culture de preuve de concept, explique Hugh Mason, chercheur chez Cornell, mais les bananes et les tomates semblent plus prometteuses pour la consommation humaine.

En juin, BTI a annoncé un accord de recherche et de licence avec Axis Genetics, une société biopharmaceutique de Cambridge, en Angleterre. Axis soutiendra la recherche sur les vaccins comestibles de BTI pendant trois ans, en échange de l'utilisation exclusive de la technologie BTI.

Retour au pansement

Les vaccins les plus remarquables au début du développement sont peut-être ceux qui traversent la peau, comme le font les injections, mais sans aiguille. Plusieurs groupes, dont Iomai Corp. à Washington, D.C., travaillent sur un moyen indolore de s'attaquer à cette voie traditionnelle. Les chercheurs d'Iomai ont ajouté de la toxine cholérique aux vaccins contre la diphtérie et le tétanos et l'ont frottée sur la peau de souris rasées. La combinaison active les cellules de Langerhans de la peau, parmi les plus puissantes des cellules immunitaires connues. Les souris ont développé des anticorps sanguins contre la diphtérie et le tétanos.

Le processus, connu sous le nom d'immunisation transcutanée, pourrait être particulièrement utile compte tenu de la grande surface de la peau et de ses puissantes cellules immunitaires, explique Gregory Glenn, directeur scientifique d'Iomai. Finalement, la concoction immunostimulante pourrait être incorporée dans des bandages ou des patchs. Au lieu de quitter le cabinet du médecin avec un pansement sur une blessure causée par la vaccination, un patient pourrait rentrer chez lui avec le vaccin lui-même. C'est une possibilité passionnante, mais nous avons énormément à apprendre, remarque Edelman de l'Université du Maryland. Par exemple, les chercheurs ne savent même pas comment le vaccin traverse la peau. Des études pour tester la nouvelle méthode chez l'homme ne font que commencer.

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