Fourniture de vaccins vitaux à l'avenir sans œufs

Lutte contre les maladies infectieuses: vaccins sans œufs

Les vaccins sont un remède très efficace contre diverses maladies infectieuses. Pour la production de vaccins, environ un demi-milliard d’œufs de poule est actuellement nécessaire chaque année. Mais cela pourrait changer à l'avenir. Les chercheurs ont mis au point une nouvelle méthode qui permettra à certains flavivirus d'être fortement concentrés dans des bioréacteurs à l'avenir.

Des chercheurs produisent des agents pathogènes dans des bioréacteurs

La production de vaccins nécessite actuellement environ un demi-milliard d'œufs de poule par an. Rien que pour la production de vaccins antigrippaux, il faut 500 millions d’œufs par an. Cependant, certains vaccins pourraient être produits sans œufs dans le futur. Des chercheurs du Max Planck Institute (MPI) pour la dynamique des systèmes techniques complexes à Magdebourg développent des méthodes permettant à des virus de se propager pour des vaccins à une concentration nettement plus élevée qu'auparavant. Les scientifiques produisent les agents pathogènes dans des cultures de cellules dans de petits bioréacteurs.

Pour la production de vaccins, environ un demi-milliard d’œufs de poule est actuellement nécessaire chaque année. Cela pourrait changer à l'avenir. Des chercheurs allemands travaillent sur des méthodes permettant aux virus d'être fortement concentrés dans les bioréacteurs. (Image: arcyto / fotolia.com)

Complications et goulots d'étranglement dans la production de vaccins

Selon un communiqué de l'Institut, la production de vaccins est souvent à l'origine de complications et de goulots d'étranglement.

Parce que la fabrication doit être planifiée des années à l'avance, les recommandations de vaccination, les problèmes de qualité ou même les considérations économiques des quelques entreprises présentes sur le marché des vaccins ont des conséquences à long terme sur l'approvisionnement en substances de protection..

Par exemple, le Center for Disease Control des États-Unis a annoncé en avril 2017 que le seul vaccin contre la fièvre jaune homologué aux États-Unis serait hors d'usage d'ici la fin de 2018..

En guise d'alternative, bien qu'un agent non homologué aux États-Unis ait été proposé, la disponibilité limitée d'un vaccin efficace en cas d'épidémie peut être dangereuse..

Par exemple, lors d'une épidémie de fièvre jaune en Angola et au Congo en 2016, des milliers de personnes ont été infectées par la maladie..

À cette époque, l’approvisionnement en vaccins de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) était devenu si rare que les assistants devaient vacciner les personnes à risque avec un cinquième de la dose habituelle..

Concentrations cellulaires significativement plus élevées

Mais la fourniture de certains vaccins essentiels pourrait devenir plus sûre à l'avenir.

Une équipe dirigée par Yvonne Genzel et Alexander Nikolay de l'Institut Max Planck pour la dynamique des systèmes techniques complexes s'emploie à faire en sorte que les problèmes susmentionnés ne se reproduisent plus à l'avenir.

Les chercheurs combinent plusieurs approches pour produire des Flavivirus, notamment le virus de la fièvre jaune et le virus Zika, dans des conditions optimales..

Premièrement, les scientifiques multiplient les cellules animales dans un bioréacteur rempli de solution nutritive, qui sert d’hôte aux virus..

Les cellules se multiplient en suspension, c'est-à-dire qu'elles flottent dans la solution nutritive. Connecté au bioréacteur, un appareil aspire et pompe régulièrement une partie de la solution..

Un module contenant des dizaines de tubes à membrane perméables aux nutriments retient les cellules, mais filtre la solution nutritive épuisée et les déchets hors du réacteur..

Au cours de ce processus de perfusion, une sonde détermine en permanence la concentration des cellules, à laquelle l'apport de milieu nutritif frais est adapté.

Les experts du bioréacteur atteignent des concentrations cellulaires jusqu'à 75 fois supérieures à la norme habituelle.

Par la suite, les scientifiques ont infecté les cellules avec le virus de la fièvre jaune. Ils utilisent un autre truc pour atteindre la plus haute concentration de virus possible.

Les chercheurs utilisent un agent pathogène qu'ils ont précédemment adapté pour se reproduire particulièrement bien dans les cellules animales..

Les résultats des scientifiques ont été publiés dans la revue "Applied Microbiology and Biotechnology".

Adapter la production de manière plus flexible aux besoins

"Nos progrès sont très prometteurs", déclare Yvonne Genzel, qui dirige une équipe du groupe de travail sur l'ingénierie des bioprocédés à l'Institut Max Planck de Magdebourg..

"La nouvelle méthode de perfusion permet de générer des virus dans un espace restreint et en très grande quantité. Nous avons atteint des niveaux de virus plus élevés pour le Zika et la fièvre jaune que n’importe quelle méthode précédente. "

Surtout, les méthodes de perfusion pourraient très bien convenir à la production de grandes quantités de virus si le rendement viral par cellule est très faible..

"Ce serait bien que cette technique soit bientôt utilisée à grande échelle par les fabricants de vaccins", explique Udo Reichl, directeur de l'Institut Max Planck pour la dynamique des systèmes techniques complexes et à la tête du groupe d'ingénierie des bioprocédés..

"La méthode devrait permettre d’adapter la production de manière plus flexible aux besoins et enfin de trouver un processus de production efficace et économique pour les virus difficiles à multiplier."

Protection contre les maladies infectieuses mortelles

Les flavivirus sont généralement transmis aux humains par les moustiques et provoquent des maladies infectieuses qui, comme la fièvre jaune, peuvent être fatales..

Les infections par flavivirus ne peuvent actuellement pas être guéries, les médicaments ne font que soulager les symptômes. Cependant, les vaccins peuvent protéger contre certains des agents pathogènes.

Depuis 1937, il existe un vaccin vivant contre la fièvre jaune, mais depuis que les premiers procédés de production ont été mis en place, la méthode de production n'a pas fondamentalement changé..

Les entreprises pharmaceutiques continuent à multiplier les virus dans les embryons de poulet. A partir de virus sans propriétés pathogènes, ils produisent ensuite des vaccins vivants.

D'une part, ils ont besoin d'œufs exempts de contaminants et d'autres agents, d'autre part, la production d'un vaccin prend environ douze mois sur cette route..

Virus pour dix millions de doses de vaccin dans les deux semaines

En revanche, avec la nouvelle méthode de production, un bioréacteur d’une capacité d’un litre augmentera en seulement deux semaines autant de virus de la fièvre jaune qu’il faut pour dix millions de doses de vaccin..

"Malheureusement, les virus ne peuvent pas être récoltés directement à travers la membrane à fibres creuses car celle-ci se bloque avec le temps", explique Yvonne Genzel. "C'est pourquoi nous testons également d'autres systèmes de perfusion sans membrane."

Son équipe étudie également le fonctionnement des méthodes de perfusion avec d'autres agents pathogènes tels que le virus de la grippe, le virus de l'encéphalite japonaise et le virus modifié de la vaccine à Ankara..

Ce dernier est un candidat prometteur pour l’introduction de matériel génétique dans les cellules d’êtres vivants en thérapie génique..

Le traitement du cancer nécessite des niveaux extrêmement élevés de virus pour permettre aux médecins d'utiliser cette méthode pour traiter des tumeurs jusque-là impossibles à traiter.

Si la méthode de perfusion devait être couronnée de succès dans les investigations prévues, les virus pourraient devenir plus facilement disponibles pour de nombreuses applications. (Ad)