« Ils sont absolument magnifiques ! » s’exclame le biochimiste Joaquin Ortega, directeur scientifique de la Plateforme de recherche en microscopie électronique (FEMR) du Centre de recherche en biologie structurale de l’Université McGill. Les photos qui suscitent l’admiration du chercheur ont été prises avec le cryomicroscope électronique Titan Krios. En congelant des échantillons biologiques à -180°C, cette énorme machine permet d’observer de minuscules molécules à l’état naturel, en pleine interaction.
Ce jour-là, Joaquín Ortega observait des protéines du virus de la grippe former une couronne sur la paroi externe de petites vésicules rondes, appelées liposomes, mesurant à peine quelques dizaines de nanomètres. Les liposomes en question sont constitués de phospholipide-porphyrine-cobalt, ou CoPoP, qui permet aux scientifiques d’y ancrer des protéines, telles que celles du virus de la grippe. Ces liposomes CoPoP ont été développés par l’équipe de Jonathan Lovell de l’Université de Buffalo, mais ils constituent la base d’une collaboration de plus de 12 ans avec l’université de Montréal.
Recouverts de protéines virales, ces liposomes deviennent un vaccin innovant : en exposant des protéines étrangères à leur surface, ils maximisent la capacité du système immunitaire à reconnaître ces protéines puis à les cibler en cas d’infection. Et c’est précisément cet agencement de protéines virales hérissées sur le liposome que les chercheurs ont pu observer à travers la lentille de Titan Krios. Il s’agit de la « caractérisation du vaccin », étape nécessaire avant les essais cliniques, fait valoir Dominic Arpin, doctorant sous la direction du professeur Ortega. En fait, les infrastructures du FEMR sont parmi les rares sur la planète à pouvoir produire rapidement un nombre considérable d’images de ces liposomes.
« Cela permet de confirmer que leur procédé de fabrication est homogène, et aussi que les protéines sont bien incorporées, qu’elles ne sont pas agrégées, qu’elles sont facilement accessibles à la surface du liposome afin de déclencher la réponse immunitaire souhaitée. » il explique.
Pratique et polyvalent
En fonction des protéines attachées au liposome CoPoP, le vaccin peut cibler différents agents pathogènes. L’équipe de Buffalo l’a testé sur des animaux contre la grippe, le COVID-19 et le paludisme. Les vaccins CoPoP peuvent être produits rapidement et rester stables à température ambiante. « Ils peuvent être lyophilisés – donc complètement séchés, réduits en poudre puis redissous avant d’être administrés. Cela rend le processus de distribution plus facile et moins coûteux, ce qui est particulièrement utile dans les pays à faible revenu ou dans les endroits reculés », explique Joaquín Ortega.
Un liposome CoPoP peut également exposer plusieurs protéines virales différentes à sa surface et ainsi fournir un vaccin multiple. Cela présente un avantage considérable contre la grippe, dont plusieurs souches virales circulent simultanément. Plutôt que d’essayer de prédire chaque année quelle sera la souche dominante en circulation, avec un succès parfois discutable, le vaccin CoPoP pourrait immuniser contre différentes souches en une seule fois. Et les premiers essais cliniques sont encourageants…
