Des chercheurs de l'université Northwestern ont développé un vaccin thérapeutique plus efficace contre les cancers liés au VPH en réarrangeant des composants dans une nanoparticule à base d'ADN. Cet ajustement structurel renforce considérablement la capacité du système immunitaire à cibler et détruire les tumeurs. Les résultats, publiés dans Science Advances, soulignent l'importance de l'arrangement moléculaire dans la conception des vaccins.
Des scientifiques de l'université Northwestern ont démontré que l'arrangement physique des composants dans un vaccin anticancéreux peut grandement influencer son efficacité. Dans une étude publiée le 11 février dans Science Advances, l'équipe s'est concentrée sur les vaccins thérapeutiques pour les cancers causés par le papillomavirus humain (VPH), qui est à l'origine de la plupart des cancers du col de l'utérus et d'une part croissante des cancers de la tête et du cou. Le vaccin est basé sur des acides nucléiques sphériques (SNA), une nanotechnologie inventée par Chad A. Mirkin, professeur George B. Rathmann à Northwestern. Contrairement aux vaccins traditionnels qui mélangent antigènes et adjuvants sans structure précise — une méthode que Mirkin appelle l'approche du « mixeur » —, ce design organise les éléments à l'échelle nanométrique. Les chercheurs ont testé des variations où un fragment d'une protéine VPH, connu comme antigène, était positionné différemment au sein de la nanoparticule SNA. Trois configurations ont été évaluées dans des modèles de souris humanisées de cancer VPH-positif et dans des échantillons tumoraux de patients atteints de cancer de la tête et du cou. La version la plus efficace affichait l'antigène à la surface de la nanoparticule, attaché via son N-terminus. Cela a conduit à jusqu'à huit fois plus de production d'interféron-gamma par les cellules T CD8, les principaux combattants anticancéreux du système immunitaire. Chez les animaux, cela a ralenti la croissance tumorale et prolongé la survie. Chez les patients, cela a doublé à triplé la mort des cellules cancéreuses. « Cet effet ne provient pas de l'ajout de nouveaux ingrédients ou d'une augmentation de la dose », a déclaré le Dr Jochen Lorch, professeur de médecine à Northwestern et directeur de l'oncologie médicale pour le programme Cancer de la tête et du cou. « Il provient de la présentation des mêmes composants de manière plus intelligente. Le système immunitaire est sensible à la géométrie des molécules. » L'étude met en lumière le domaine émergent de la nanomedecine structurale, pionnier par Mirkin. « La promesse de la nanomedecine structurale est d'identifier parmi les myriades de possibilités les configurations qui mènent à la plus grande efficacité et à la moindre toxicité », a déclaré Mirkin. « En d'autres termes, nous pouvons construire de meilleurs médicaments de bas en haut. » Des vaccins SNA précédents ont visé le mélanome, le cancer du sein triple négatif, le cancer colorectal, le cancer de la prostate et le carcinome à cellules de Merkel, avec sept en essais humains. L'équipe prévoit d'appliquer ces enseignements pour affiner les candidats antérieurs et intégrer l'intelligence artificielle pour optimiser les designs. La recherche a été soutenue par le National Cancer Institute et le Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center de l'université Northwestern.
