UTILISATION DES NANOPARTICULES LIPIDIQUES POUR L’ADMINISTRATION DE VACCINS
Les nanoparticules lipidiques (LNP) sont l’un des systèmes d’administration pharmaceutique les plus avancés. Utilisées dans les vaccins à base de protéines recombinantes et d’acides nucléiques, elles délivrent l’antigène de façon sûre et efficace, ce qui en fait un élément clé de la recherche moderne sur les vaccins. Elles augmentent le temps de circulation dans le corps et peuvent aider à livrer l’antigène au site cible.
Dans ce blog, nous donnons un aperçu des nanoparticules lipidiques, comment elles affectent les systèmes d’administration et expliquons les avantages des LNP en tant que système d’administration.
Avec un diamètre moyen compris entre 10 et 1000 nanomètres, les nanoparticules lipidiques sont des vésicules qui comprennent un surfactant à base lipidique. Pour les fabricants de vaccins, les nanoparticules lipidiques permettent une plus grande capacité à personnaliser le système d’administration pour déterminer le comportement du vaccin dans le corps.
Les effets des nanoparticules lipidiques sur les systèmes d’administration
Préparation de nanoparticules lipidiques. Voici quelques-unes des propriétés des nanoparticules lipidiques qui peuvent être adaptées pour aider à l’efficacité du vaccin et atteindre les comportements souhaités :
- Type de phospholipide
- Huile de transport (souvent du cholestérol)
- Des modificateurs de surface pour augmenter le temps de circulation dans le corps et éviter que les particules soient détruites par le système immunitaire
- Type d’antigène (par exemple, protéine ou ARN)
- Méthode de traitement (p. ex., méthode à couche mince utilisant la technologie Microfluidize®)
- Charge superficielle des particules
Ces intrants peuvent avoir une incidence sur les propriétés suivantes du vaccin final :
- Activité
- Immunogénicité
- Temps de circulation dans le corps
- Effet dépôt
- Taille des particules
La taille des particules est particulièrement importante pour les nanoparticules lipidiques, car des particules plus petites permettent une meilleure circulation à travers le corps. Nous avons travaillé avec l’Université de Strathclyde pour en savoir plus sur l’importance de la taille des vésicules dans les nanoparticules lipidiques.
Pour voir le webinaire, cliquez ici.
Le diagramme ci-dessous illustre une technique commune utilisée pour produire les PNL. Les phospholipides, l’huile porteuse et les actifs sont dissous dans un solvant qui est ensuite évaporé. Un tampon est ajouté à ce précipité qui est ensuite réchauffé et mélangé pour hydrater les phospholipides. L’antigène est ensuite ajouté dans lequel des vésicules multicouches (VLM) sont générées. Cette solution est traitée par un processeur Microfluidizer® pour réduire la taille des particules en petites vésicules uni-lamellaires.
Image Ref: University of Strathclyde research
La technologie Microfluidics (Ici Microfluidizer de laboratoire M110p) permet de réduire la taille des particules en petite vésicules uni-lamellaires
Avantages des nanoparticules lipidiques comme système d’administration
Le choix d’un système d’administration de nanoparticules lipidiques offre de nombreux avantages dans le développement de vaccins. En voici quelques-uns :
Les agents hydrophiles et hydrophobes peuvent être encapsulés avec une grande efficacité.
Les nanoparticules lipidiques peuvent être recouvertes de polymères inertes et biocompatibles ce qui prolonge la demi-vie de circulation du liposome dans le corps.
Ils peuvent également être fonctionnalisés avec des ligands spécifiques pour modifier le comportement du vaccin et des cellules, tissus et organes spécifiques qu’ils cibleront
L’effet de la charge électrique sur les nanoparticules lipidiques dans l’efficacité du vaccin
Le contrôle de la charge électrique des nanoparticules lipidiques est un véritable atout dans la production de vaccins permettant aux fabricants de vaccins de dicter la façon dont le vaccin est distribué dans l’organisme. Pour le démontrer, nous avons exploré le taux de circulation de quatre formulations différentes de systèmes de distribution de nanoparticules lipidiques, chacune avec des charges électriques différentes.
Les formulations anioniques s’éloignent du site d’injection plus rapidement que les formulations chargées de façon neutre. Inversement, les formulations cationiques restent au site d’injection beaucoup plus longtemps ce qui peut former un effet de dépôt
Pour les fabricants de vaccins, cet effet de dépôt peut être utile pour les systèmes d’administration où une libération lente et régulière de l’antigène est souhaitée. Cela peut se traduire par moins de doses nécessaires pour créer l’immunité chez le patient.
Cependant, un effet de dépôt peut aussi être contre-productif si une forte concentration de l’antigène dans le sérum sanguin est nécessaire pour causer l’immunogénicité. Pour ce faire, les actifs devront être diffusés et distribués le plus rapidement possible. Les nanoparticules lipidiques chargées négativement sont le meilleur moyen d’obtenir une libération rapide de l’antigène.