Un vaccin anticarie fabriqué selon le même procédé que les vaccins à ARNm contre la COVID-19 aux États-Unis a réduit la progression des caries de plus de 60 % chez le rat. Une équipe conjointe de l'Université médicale du Hebei et du laboratoire pharmaceutique CSPC, en Chine, a conçu un ARNm codant pour une protéine de surface de la bactérie responsable des caries, l'a encapsulé dans des nanoparticules lipidiques, puis l'a administré par une injection dans le bras suivie d'une pulvérisation nasale. Les anticorps salivaires se sont ainsi maintenus plus de quatre mois, et la capacité des bactéries à s'y fixer pour former un biofilm a été fortement réduite. Bien que la recherche en soit encore au stade des essais chez le rat, elle est considérée comme la première preuve que la technologie des vaccins à ARNm, jusqu'ici validée uniquement contre des virus, peut aussi s'appliquer à des bactéries.
Pourquoi aucun vaccin anticarie n'a-t-il vu le jour depuis plus de 50 ans
Le principal responsable des caries est une bactérie appelée Streptococcus mutans (S. mutans). Lorsqu'elle se fixe à la surface des dents, forme un biofilm et décompose les sucres en produisant de l'acide, les minéraux de la surface dentaire se dissolvent et la carie s'installe. Jusqu'à présent, on a eu recours à l'application de fluorure diamine d'argent pour freiner les bactéries, ou au fluor pour reminéraliser les surfaces atteintes, mais ces méthodes reposent toutes sur la coopération du patient, comme des applications régulières ou un brossage assidu.
L'idée d'un vaccin empêchant directement l'implantation de la bactérie a été proposée pour la première fois en 1969 et poursuivie depuis plus d'un demi-siècle. Certains candidats vaccins à base de protéines ou d'ADN ont réduit l'implantation bactérienne jusqu'à 47 % lors d'essais chez l'animal, mais aucun n'a réussi à provoquer une réponse en anticorps salivaires assez forte et durable pour un usage chez l'humain, ce qui a empêché leur commercialisation.
La technologie du vaccin contre la COVID-19 appliquée à la bactérie de la carie
La méthode choisie par l'équipe de recherche est la même que celle des vaccins à ARNm contre la COVID-19. Le plan de fabrication de la protéine que la bactérie de la carie utilise pour se fixer à la surface des dents (l'antigène PAc) a été transcrit en ARNm, puis enveloppé dans une membrane lipidique appelée nanoparticule lipidique (LNP) pour éviter sa dégradation dans l'organisme. Une fois cet ARNm entré dans les cellules, celles-ci produisent elles-mêmes l'antigène PAc, que le système immunitaire reconnaît comme un intrus et contre lequel il fabrique des anticorps.
Un élément supplémentaire a été ajouté : un fragment d'anticorps humain (fragment Fc) a été fusionné à l'antigène PAc. Ce fragment Fc se lie à un récepteur (FcRn) abondant dans la muqueuse nasale et possède la propriété de traverser cette muqueuse, ce qui aide l'antigène vaccinal à mieux atteindre les cellules immunitaires du nez. Le mode d'administration n'a pas non plus été fixé à une seule méthode : l'équipe a d'abord injecté le vaccin dans le muscle du bras pour stimuler la réponse immunitaire de l'ensemble de l'organisme, puis a effectué une pulvérisation nasale deux semaines plus tard pour stimuler en plus l'immunité muqueuse.
Les résultats chiffrés chez la souris et le rat
Chez la souris, la combinaison injection intramusculaire suivie d'une pulvérisation nasale a produit la plus grande quantité d'anticorps salivaires (immunoglobuline A sécrétoire, sIgA) et sur la plus longue durée (plus de 4 mois), comparée à des injections répétées seules ou à des pulvérisations nasales répétées seules. Le vaccin fusionné au fragment Fc a produit 2,6 fois plus de cet anticorps que le vaccin sans ce fragment, et la salive contenant ces anticorps a nettement inhibé la formation du biofilm par la bactérie de la carie en laboratoire.
Dans un essai chez le rat effectivement infecté par la bactérie de la carie, le groupe vacciné présentait nettement moins de lésions carieuses de stade intermédiaire que le groupe ayant reçu seulement une solution saline, et son score carieux global était significativement plus bas. Cet essai comporte toutefois des limites : il ne portait que sur 4 à 5 animaux par groupe et n'a été observé qu'à un seul moment, 90 jours après la vaccination. Augmenter la dose de la pulvérisation nasale a accru la production d'anticorps, mais a aussi entraîné une perte de poids comme effet secondaire. L'équipe de recherche a retenu la dose ne provoquant pas d'effet secondaire pour le reste de l'essai.
L'intérêt de cette étude réside dans le fait qu'elle démontre pour la première fois, par un essai animal, que la plateforme vaccinale à ARNm et nanoparticules lipidiques, jusqu'ici validée uniquement contre des virus, peut aussi s'appliquer à des bactéries. L'équipe de recherche prévoit, comme prochaine étape, des essais chez le primate, dont le système immunitaire est plus proche de celui de l'humain, ainsi qu'une étude de l'effet du vaccin sur l'écosystème bactérien buccal. Plusieurs étapes restent nécessaires avant qu'un essai clinique chez l'humain ne puisse être envisagé.