Nasal administration has great advantage for stimulating the immune system, such as stimulating local and systemic protective immunity. However, delivery systems and adjuvants are often necessary to improve the efficacy of the intranasal vaccine. We applied nanoparticle technology to deliver a universal influenza vaccine via the nasal route in a European FP7 project called UniVacFlu.We evaluated different nanoparticles to search the best nanocarrier for an intranasal vaccine. Here we compared 5 types of nanoparticles with different surface charges (anionic or cationic) and various inner compositions as potential vectors: cationic and anionic liposomes, cationic and anionic PLGA (Poly Lactic co-Glycolic Acid) nanoparticles and zwitterionic maltodextrin nanoparticles (cationic surface with an anionic lipid core: NPL). We first quantified their nasal residence time after nasal administration in mice using in vivo live imaging and NPL showed the longest residence time. In vitro endocytosis on mucosal cells (airway epithelial cells, macrophages and dendritic cells) using labeled nanoparticles were performed by flow cytometry and confocal microscopy. Among the 5 nanoparticles, NPL were taken up to the greatest extent by the 3 different cell lines and the endocytosis mechanisms of NPL were characterized. In order to compare different nanoparticles as vaccine carriers, antigen loading and cell delivery were evaluated. In this study, we compared the loading and delivery of labeling ovalbumin with airway mucosa cells (airway epithelial cells, macrophages and dendritic cells) by flow cytometry. Our data showed that NPL were the best candidate that can payload with highest amount of protein and eventually the most efficient cellular protein delivery capacity. Taken together, our study revealed that among 5 nanoparticles, NPL were the best nanocarrier that own longer nasal residence time, efficiently uptake and deliver protein into airway epithelium. NPL were then selected as nanocarrier for the UniVac Flu project.The flu antigens CTA1-3M2e-DD and HA were formulated with NPL. The CTA1-3M2e-DD is an adjuvanted antigen composed of the A1 subunit of cholera toxin and a conserved epitope of influenza A virus (M2e), as well as the dimer of the synthetic analogue of Staphylococcus aureus protein A (DD) used to target B cells. To improve antigenic effect, recombinant HA from H1N1 was combined with CTA1-3M2e-DD. These formulations were evaluated in mice by the UniVacFlu consortium. We observed that CTA1-3M2e-DD and HA loaded into NPL could be a promising universal intranasal influenza vaccine.

L’administration nasale a un grand avantage pour stimuler l’immunitĂ© protectrice locale et systĂ©mique. Cependant, des systèmes d’administration et des adjuvants sont souvent nĂ©cessaires pour amĂ©liorer l’efficacitĂ© du vaccin intranasal. Nous avons appliquĂ© la technologie des nanoparticules en tant que système universel de dĂ©livrance de vaccins contre la grippe dans le projet europĂ©en FP7 appelĂ© UniVacFlu.Nous avons Ă©valuĂ© diffĂ©rentes nanoparticules (NP) pour rechercher le meilleur nanovecteur. Pour cela, nous avons comparĂ© 5 types de nanoparticules avec diffĂ©rentes charges de surface (anioniques ou cationiques) et diverses compositions internes comme vecteurs potentiels: des liposomes cationiques ou anioniques, des NP de PLGA cationique ou anionique (poly acide lactique co-glycolique) et une NP cationique composĂ©e de maltodextrine fonctionnalisĂ©e par un agent cationisant avec un coeur de lipides anioniques (NPL). Nous avons d’abord quantifiĂ© leur temps de rĂ©sidence nasale après l’administration nasale chez la souris en utilisant l’imagerie in vivo et les NPL ont montrĂ© le plus long temps de rĂ©sidence. L’endocytose in vitro sur des cellules muqueuses (cellules Ă©pithĂ©liales des voies respiratoires, macrophages et cellules dendritiques) en utilisant des nanoparticules marquĂ©es a Ă©tĂ© rĂ©alisĂ©e par cytomĂ©trie de flux et microscopie confocale. Parmi les 5 nanoparticules, les NPL ont Ă©tĂ© majoritairement captĂ©es par 3 lignĂ©es cellulaires diffĂ©rentes reprĂ©sentatives d’un Ă©pithĂ©lium respiratoire et les mĂ©canismes d’endocytose ont Ă©tĂ© caractĂ©risĂ©s. Afin d’évaluer le meilleur vecteur en tant que vĂ©hicules, le chargement d’antigènes et la dĂ©livrance intracellulaire ont Ă©tĂ© Ă©valuĂ©s dans des cellules de la muqueuse des voies respiratoires (cellules Ă©pithĂ©liales des voies aĂ©riennes, macrophages et cellules dendritiques) par cytomĂ©trie de flux. Nous montrons que les NPL sont les meilleurs candidats capables de dĂ©livrer la plus grande quantitĂ© de protĂ©ines dans les cellules. Pris ensemble, notre Ă©tude a rĂ©vĂ©lĂ© que parmi 5 nanoparticules, la NPL Ă©tait le meilleur nanovecteur en termes de temps de rĂ©sidence nasale, d’endocytose par les cellules et de dĂ©livrance de protĂ©ines dans l’Ă©pithĂ©lium des voies respiratoires. Les NPL ont donc Ă©tĂ© sĂ©lectionnĂ©es comme nanovecteurs pour le projet UniVac Flu.Les antigènes de la grippe CTA1-3M2e-DD et HA ont Ă©tĂ© formulĂ©s avec les NPL. Le CTA1-3M2e-DD est un antigène chimĂ©rique adjuvantĂ© et ciblĂ©. Il est composĂ© de la sous-unitĂ© A1 de la toxine du cholĂ©ra et un Ă©pitope conservĂ© du virus grippal A (M2e), ainsi que le dimère de l’analogue synthĂ©tique de la protĂ©ine A de Staphylococcus aureus (DD) utilisĂ© comme agent de ciblage des lyphocytes B. Pour amĂ©liorer l’effet antigĂ©nique, l’HA recombinant de H1N1 a Ă©tĂ© combinĂ©e avec CTA1-3M2e-DD. Ces formulations ont Ă©tĂ© Ă©valuĂ©es chez la souris par le consortium UniVacFlu. Les rĂ©sultats ont montrĂ© que CTA1-3M2e-DD et HA chargĂ© dans les NPL formeraient un vaccin intranasal prometteur contre la grippe. Ce travail de thèse montre que les NPL sont des nanovecteurs d’intĂ©rĂŞt pour le vaccin nasal.