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Administration ciblée de médicaments: vaccination par la peau sans douleur

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Nouveaux vaccins pour la vaccination par voie cutanée

Les chercheurs ont réussi à développer des nanoparticules pour qu'elles puissent être absorbées par les cellules de la peau humaine. Grâce à cette nouvelle technologie, les vaccins pourraient désormais être spécifiquement introduits dans les cellules cutanées.

Protection contre les maladies

Les vaccins sont un remède extrêmement efficace contre diverses maladies infectieuses. Jusqu'à présent, une aiguille a toujours été liée à la vaccination. Mais il y a des années, les scientifiques ont signalé qu'il serait peut-être possible d'administrer des vaccins à travers la peau à l'avenir. En effet, des scientifiques australiens ont récemment réussi à développer un instrument censé permettre une vaccination indolore sans aiguille. Des chercheurs allemands rapportent maintenant de nouvelles découvertes sur la façon dont les vaccins pourraient être administrés par la peau.

Nanoparticules encore développées

Des chercheurs de l'Institut Max Planck pour les colloïdes et les interfaces à Potsdam ont réussi à développer des nanoparticules afin qu'elles puissent être absorbées par des cellules spéciales de la peau humaine.

Comme expliqué dans une communication de l'institut, ces cellules dites de Langerhans coordonnent la réponse immunitaire et alertent le corps lorsque des agents pathogènes ou des tumeurs apparaissent dans l'organisme.

Selon les experts, cette nouvelle plateforme technologique pourrait désormais être utilisée pour introduire des substances actives, telles que des vaccins ou des médicaments, dans les cellules de Langerhans afin d'obtenir une réponse immunitaire contrôlée.

Réaction du corps entier

Selon les scientifiques, la peau est un endroit particulièrement attractif pour l'application de nombreux médicaments qui affectent le système immunitaire.

Les cellules cibles appropriées ne sont qu'à quelques micromètres sous leur surface dans la peau. Les cellules de Langerhans sont situées dans cette couche supérieure de la peau, l'épiderme.

Après application locale d'un principe actif, ces cellules peuvent provoquer une réaction dans tout le corps du patient.

Experts anti-germes

Pour le développement d'une administration de médicament ciblée qui délivre les médicaments directement aux cellules de Langerhans, leur fonction naturelle est utilisée:

En tant que cellules professionnelles présentatrices d'antigènes, elles reconnaissent les agents pathogènes, les absorbent et présentent des composants de ces agents pathogènes aux cellules effectrices du système immunitaire, les cellules T.

Pour la détection et l'absorption, les cellules de Langerhans utilisent des récepteurs à leur surface qui balaient l'environnement à la recherche d'agents pathogènes. De cette manière, les agents pathogènes sont reconnus par les structures de sucre qu'ils portent à leur surface.

La langerine, une protéine de la famille des lectines de type C, est un tel récepteur sur les cellules de Langerhans et est utilisée pour détecter les virus et les bactéries.

L'expression spécifique de la Langerine sur les cellules de Langerhans permet un transport ciblé d'agents thérapeutiques afin de minimiser les effets secondaires en même temps.

L'équipe de recherche autour du Dr. Christoph Rademacher de l'Institut Max Planck pour la recherche colloïdale et interfaciale a maintenant pu profiter de la connaissance des mécanismes de reconnaissance sous-jacents avec la résolution atomique.

Les scientifiques ont réussi à développer une substance synthétique semblable à du sucre qui se lie désormais spécifiquement à la Langerine à la surface des cellules de Langerhans.

En collaboration avec une équipe scientifique du Laboratoire de recherche sur les cellules de Langerhans de l'Université de médecine d'Innsbruck, des nanoparticules ont été développées qui peuvent être absorbées dans les cellules de Langerhans de la peau humaine grâce à cette interaction.

Les chercheurs jettent les bases de développements ultérieurs, par exemple pour administrer des vaccins directement aux cellules immunitaires via la peau, qui sont ensuite responsables de l'activation du système immunitaire de tout le corps.

Sur la base de ces découvertes, de nouveaux vaccins contre les infections ou des immunothérapies pour le traitement du cancer ou des maladies auto-immunes pourraient être développés à l'avenir.

Les résultats des chercheurs ont été publiés dans la revue «ACS Central Science».

Les cellules de Langerhans peuvent activer le système immunitaire

Le point de départ a été les travaux de Ralph M. Steinman (prix Nobel 2011) et d'autres scientifiques qui ont montré le potentiel des cellules dendritiques. Les cellules de Langerhans en font partie et sont capables de déclencher une réponse immunitaire.

Ces découvertes ont ensuite été développées pour une utilisation dans la thérapie du cancer et il a pu être prouvé qu'une réponse immunitaire peut être obtenue via des antigènes introduits artificiellement.

Des travaux ultérieurs l'ont confirmé et ont également montré que les cellules de Langerhans humaines sont également capables d'activer le système immunitaire, ce qui est particulièrement intéressant pour le développement de vaccins via la peau.

Une délivrance ciblée d'immunomodulateurs aux cellules de Langerhans serait souhaitable. Cependant, ceci est souvent rendu plus difficile voire empêché par l'environnement complexe de la peau, notamment par les phagocytes concurrents, les macrophages, dans ce tissu.

Les substances actives qui ne sont plus capables d'atteindre les cellules de Langerhans peuvent entraîner des effets secondaires indésirables lorsqu'elles sont absorbées dans les cellules voisines.

Liaison par les sucres synthétiques

Sur la base des résultats pour identifier les ligands de sucre naturels de Langerin, le groupe dirigé par le Dr. Christoph Rademacher a développé un ligand artificiel qui se lie spécifiquement à la Langerine sur les cellules de Langerhans.

Pour cela, des sucres synthétiques ont été produits en laboratoire et leurs interactions avec le récepteur ont été examinées par spectroscopie de résonance magnétique nucléaire.

En utilisant cette méthode, les chercheurs ont pu déterminer quels atomes du ligand interagissent avec quelles parties du récepteur. Cette approche structurée a ensuite conduit à une connexion qui pourrait être ancrée et testée sur des nanoparticules.

Ces particules sont des liposomes qui, sans le ligand, sont utilisés en clinique depuis de nombreuses années comme porteurs de divers principes actifs.

La différence avec les systèmes existants est que le ligand de type sucre permet une liaison spécifique aux cellules de Langerhans.

Les investigations sur ces cellules immunitaires ont été menées en collaboration avec le groupe de recherche d'Assoz. Prof. Patrizia Stoitzner dans le laboratoire de recherche sur les cellules de Langerhans à l'Université de médecine d'Innsbruck.

La coopération entre les deux groupes a permis de montrer que l'absorption spécifique des liposomes est maintenue même dans l'environnement complexe des cellules cutanées humaines. Des méthodes de cytométrie en flux et de microscopie confocale ont été utilisées.

Ces particules liposomales pourraient maintenant représenter une plate-forme polyvalente que les chercheurs du MPI pour la recherche sur les colloïdes et les interfaces peuvent utiliser pour développer de nouveaux vaccins à l'avenir. (un d)

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