Une méthode pour conserver les vaccins à température ambiante

Transporter les vaccins dans une chaîne du froid jusqu’à l’injection au patient représente un défi logistique et économique considérable dans les régions reculées et les pays en voie de développement. Selon Médecins sans frontières, la nécessité de conserver les doses à une température comprise entre 2 et 8°C serait même l’une des causes principales des faibles taux de couverture vaccinale.

A l’EPFL, des chercheurs du Laboratoire des nanomatériaux supramoléculaires, en collaboration avec des scientifiques de Milan, Turin, Leiden et de l’Oregon, ont utilisé trois sortes d’additifs peu coûteux pour contourner cet obstacle. Ils sont parvenus à stabiliser des vaccins à température ambiante jusqu’à plusieurs mois en utilisant tour à tour d’infimes quantités de nanoparticules, d’infimes quantités de polymères (approuvés par l’ Agence américaine des produits alimentaires et médicamenteux - FDA), et des quantités à peine supérieures de saccharose (un sucre commun). Leur méthode, testée avec succès sur un vaccin pour rongeurs, est publiée dans Nature Communications.

Des nanoparticules, des polymères et du sucre
L’étude concerne les vaccins dits à vecteur viraux, soit la majorité des vaccins existants. En temps normal, leur survie est de quelques jours seulement à température ambiante. Passé ce délai, la structure des éléments viraux se défait. «Les éléments viraux sont fluctuants par définition. Dans un vaccin, ils sont assemblés en une forme stable, et c’est le froid qui maintient l’équilibre. Avec la chaleur, les fluctuations détruisent leur intégrité», explique Francesco Stellacci, directeur du SUNMIL – Chaire Constellium. Pour contrer ce phénomène, l’idée consiste à ajouter aux vaccins des additifs simples et biocompatibles, pour les stabiliser. Les trois différentes approches ont déjà donné d’excellents résultats.

Le première solution consiste à exercer une pression osmotique sur le virus inactivé, à l’aide d’un nuage de nanoparticules chargées négativement. Les virus sont déjà sujets à une pression osmotique externe, car leur matériel génétique (ARN ou ADN) est hautement chargé négativement. En créant un nuage de nanoparticules chargées négativement, il est possible de générer une contre-pression osmotique, et garder le virus intact. «Avec cette méthode, la capacité infectieuse du virus atteint une demi-vie de 20 jours», témoigne le scientifique.

La deuxième approche consiste à rigidifier l’enveloppe (capside) qui entoure le virus inactivé, en y ajoutant des polymères (polyéthylène glycol). Lorsque la capsule se rigidifie, les oscillations ralentissent, et le vaccin est stabilisé. Résultat : les propriétés du vaccin sont restées 100% intactes pendant 20 jours, avec une demi-vie estimée à près de 70 jours.

Enfin, en ajoutant du saccharose au vaccin, l’environnement devient plus visqueux, et ralentit les fluctuations. «Un peu comme dans un environnement de miel, où les mouvements sont ralentis», illustre Francesco Stellacci. Cette dernière solution a permis de préserver 85% des propriétés du vaccin après 70 jours.

Des test sur le virus Chikungunya
Les chercheurs ont appliqué leurs méthodes sur un produit actuellement en développement. Ils ont pu stabiliser un vaccin contre le virus tropical Chikungunya pendant 10 jours, puis l’injecter avec succès à des souris. «La prochaine étape consiste à faire des tests plus approfondis sur des vaccins spécifiques, pourquoi pas en mélangeant les différents procédés.»

Un accès facilité
Cette recherche pourrait ouvrir de nouvelles possibilités dans la lutte pour l’accès à la vaccination. Dans les contextes où l’approvisionnement électrique et les capacités de réfrigération sont limités, les vaccins sont transférés plusieurs fois d’un espace réfrigéré à l’autre, et apportés au domicile des habitants à l’aide de glacières. Ces processus représentent près de 80% des coûts des programmes de vaccination. Ce qui a jusqu’ici constitué un frein non-négligeable à leur généralisation.