Le bio-ingénieur Rohan Ingrole avait besoin pour soigner les dents d'une souris.
L'intention n'était pas d'aider les souris à obtenir un bilan de santé propre chez le dentiste. Chaque morceau de fil acheté en magasin était recouvert de virus de la grippe morts, ou des morceaux de laboratoire en laboratoire. Ingrole, de la Texas Tech University à Lubbock, voulait vacciner les animaux, leur offrant une protection contre la grippe à travers leurs gencives.
Les vaccins qui ciblent les tissus humides qui tapissent des cavités comme la bouche ou le nez visent à accumuler des défenses immunitaires dans les parties du corps que les agents pathogènes ont tendance à envahir, explique Harvdern Gill, bio-ingénieur à la North Carolina State University à Raleigh. Le virus de la grippe, par exemple, entre généralement dans le corps par le nez avant de se diriger vers les poumons.
Protéger les muqueuses n'est pas toujours une tâche simple. Parce que ces tissus muqueux entrent en contact direct avec l'air autour de nous, ainsi que des surfaces comme les doigts, leurs cellules sont étroitement emballées pour aider à empêcher les agents pathogènes. Cela peut également empêcher les vaccins ciblant les endroits comme la bouche de imprégner le corps et provoquer une réponse immunitaire.
Les chercheurs ont déjà conçu des vaccins qui ciblent les tissus plus fuites de la bouche – où les cellules ne sont pas aussi proches les unes des autres – sous les formes de patchs de joues ou de gouttes liquides sous la langue. Ensuite, en lisant un article sur la structure dentaire, Gill a appris l'épithélium jonctionnel, une collection qui fuit de cellules à la base d'une petite poche où les gencives s'attachent aux dents.
Cette poche est cependant une cible difficile, car elle se trouve sous la gomme. «Nous avions besoin de quelque chose de plus précis [than a drop of liquid]», Dit Gill.« Et puis nous avons pensé «Oh, hé, nous avons déjà du soie de soie…. Pourquoi n'utilisons-nous pas simplement [floss] pour également déposer les vaccins à cet endroit? »
Mais personne n'avait auparavant une souris de la soie, dit Ingrole, et la tâche particulière a posé certains défis. Quelle était la meilleure façon d'ouvrir simultanément la bouche d'une souris et d'obtenir la soie dentaire au bon endroit? Y a-t-il eu une technique qui aiderait à protéger les gencives de la souris contre les dommages?
Les tests initiaux se sont effondrés car la soie dentaire a continué à glisser les incisives inférieures des souris. Alors que Ingrole appliquait une force douce pour déplacer la soie dentaire d'avant en arrière, il tira par inadvertance les mâchoires des animaux et la soie dentaire s'est glissée. «Un jour, après une tentative ratée, je faisais juste le tour [the lab] Et j'ai vu cette clés allongés sur la table », explique Ingrole.« Cela m'a fait me demander, puis-je utiliser l'anneau de cette chaîne de clés pour fournir un soutien à la mâchoire de la souris? Cela s'est avéré changer la donne. »
Même avec un outil de support, il s'agit d'un travail de deux personnes de soigner une souris. Une personne tient doucement la souris – bercé dans un sommeil profond avec un anesthésique inhalé – en position verticale par la peau de son cou. Cette personne fait également passer la tête de la souris à travers un anneau clé, permettant à la mâchoire inférieure de l'animal de s'ouvrir et de se reposer contre le bord de l'anneau. La deuxième personne joue ensuite l'hygiéniste dentaire, plongeant avec un morceau de fil coupé de la grippe.
Et à chaque balayage d'avant en arrière, la soie dentaire délivre un vaccin à travers l'épithélium de jonction du genci Génie biomédical de la nature. Pas de piqûre d'aiguille nécessaire.
Ingrole, Gill et ses collègues ont constaté que la soie dentaire recouverte de quatre types de vaccins contre la grippe différents déclenchait des défenses immunitaires chez la souris. Les souris vaccinées étaient plus susceptibles de survivre aux infections de la grippe que les souris non vaccinées, même lorsqu'ils avaient accès à la nourriture et à l'eau immédiatement après la soie dentaire.
De plus, la protection contre la maladie de l'un des quatre types de vaccins était similaire à celle d'un vaccin donné par le nez. Mais le nez a un lien direct avec le cerveau, dit Gill. Les tests de sécurité des vaccins nasaux doivent montrer qu'il n'y a pas de risque élevé d'effets secondaires neurologiques comme la paralysie de Bell, une faiblesse soudaine des muscles faciaux qui fait tomber un côté du visage. Le matériel introduit dans les gencives, en revanche, abaisse ce risque car les vaccins ciblant les gencives ne sont pas susceptibles de se rendre au cerveau.
«C'est très intelligent, j'aime la stratégie», explique Stephanie Langel, immunologue viral à la Case Western Reserve University à Cleveland qui n'était pas impliquée dans l'œuvre. Mais les analyses des types d'anticorps que les souris ont développées suggèrent que, bien que les vaccins intranasaux et de la soie dentaire déclenchent tous deux des défenses immunitaires dans le sang, le vaccin intranasal peut être meilleur que le vaccin contre la soie à la protection des doublures muqueuses, telles que celles du nez.
Cela pourrait signifier que bien que les deux méthodes de vaccination soient bonnes pour prévenir les maladies graves et la mort chez la souris, les vaccins intranasaux pourraient être mieux bloqués la transmission, dit Langel. L'ajout du bon composé de renforcement du vaccin appelé adjuvant au fil de soie pourrait aider le corps à faire plus d'anticorps dans des endroits comme la salive ou le nez pour protéger contre l'invasion des agents pathogènes.
La technologie a encore besoin de travail avant de faire les gens. Dans un test précoce en regardant uniquement la méthode, une cueillette dentaire à une main recouverte d'un colorant fluorescent déposé environ 60% de la dose dans les poches de gomme de 27 personnes, a constaté l'équipe. Maintenant, dit Gill, l'objectif est de développer de nouveaux outils qui visent à faciliter la soie dentaire et à s'assurer que les gens obtiennent une dose cohérente.
Si les vaccins contre la soie se révèlent efficaces, il pourrait fournir un moyen indolore et sans aiguille de vacciner, dit Gill. Et si les gens sont à l'aise avec la soie dentaire avec un vaccin par eux-mêmes, «il a le potentiel d'être auto-administrable».
L'auto-administration pourrait être énorme pour la vaccination pendant une pandémie, dit Ingrole. Pendant la pandémie Covid-19, des dizaines de travailleurs de la santé ont été détournés vers les efforts de vaccination. « Imaginez si vous avez eu ce vaccin qui pourrait simplement être livré à votre porte », explique Ingrole. «Vous n'avez plus à faire la queue pendant des heures.»
