Pendant des décennies, les chercheurs en vaccins ont été enchantés et frustrés par la promesse de l’ARN messager. Les minuscules fragments de code génétique sont essentiels pour dire aux cellules de construire des protéines, une partie fondamentale de la physiologie humaine — et clé pour libérer le système immunitaire.
Mais ils ont été difficiles à apprivoiser, du moins jusqu’à ce que le coronavirus suscite une course mondiale pour créer un vaccin.
Pfizer et Moderna testent maintenant leurs candidats vaccins distincts qui utilisent l’ARN messager, ou ARNm, pour inciter le système immunitaire à produire des anticorps protecteurs sans utiliser de fragments réels du virus. Si les vaccins expérimentaux contre le coronavirus obtiennent l’approbation de la Food and Drug Administration, ils seront les premiers vaccins autorisés à utiliser l’ARNm – un développement qui non seulement renverserait la tendance dans cette pandémie, mais pourrait également débloquer une toute nouvelle gamme de vaccins contre une variété de virus.
Les deux vaccins expérimentaux présentent des différences clés qui affecteront probablement à qui ils sont administrés et comment ils sont distribués. Mais les experts disent que les premiers résultats prometteurs des deux camps pourraient être une aubaine pour la technologie, qui avait fait des progrès sur près de trois décennies, mais qui a longtemps été considérée comme un rêve.
« C’était une toute nouvelle plate-forme”, a déclaré le Dr Carlos del Rio, doyen associé exécutif de l’École de médecine de l’Université Emory à Atlanta. « Il y avait beaucoup de gens qui étaient sceptiques à l’idée qu’un vaccin contre l’ARNm fonctionnerait. Scientifiquement, c’est logique, mais il n’y a pas encore de vaccin contre l’ARNm qui a été approuvé.”
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La semaine dernière, Pfizer a publié des résultats préliminaires montrant que son candidat vaccin est efficace à plus de 90 % pour prévenir la covid-19 symptomatique. Lundi, Moderna a ajouté aux nouvelles encourageantes, les premiers résultats de son essai de phase 3 montrant que son vaccin expérimental est efficace à 94,5% pour prévenir la maladie. Voir des résultats aussi cohérents à ce stade des essais est un bon signe, a déclaré del Rio.
« Cela me donne l’impression que ‘gee, Pfizer n’était pas un coup de chance’”, a-t-il déclaré. « C’est pour de vrai. Cela fonctionne réellement. »
Bien que rassurants, les résultats sont encore préliminaires — les résultats complets de l’étude n’ont pas encore été publiés dans une revue à comité de lecture pour que d’autres scientifiques puissent les examiner – et on ne sait pas encore combien de temps les vaccins pourraient offrir une protection, ni s’ils fonctionneront bien dans tous les groupes d’âge et toutes les ethnies.
L’une des principales différences entre les deux candidats vaccins est la façon dont ils sont stockés. Les deux nécessitent deux doses, mais le vaccin de Pfizer doit être conservé à des températures de moins 94 degrés Fahrenheit ou plus froides, ce qui a soulevé des préoccupations pratiques quant à la façon dont ils pourraient être expédiés et disséminés. Le vaccin de Moderna ne nécessite pas de stockage ultrafold et peut rester stable à des niveaux de réfrigération réguliers — entre environ 36 et 46 degrés Fahrenheit — pendant 30 jours.
Cette distinction est probablement due à la manière dont l’ARNm synthétique des vaccins, ou ARN messager, est conditionné, selon Paula Cannon, professeure agrégée de microbiologie à la Keck School of Medicine de l’Université de Californie du Sud. À lui seul, l’ARNm est une molécule fragile, ce qui signifie qu’il doit être recouvert d’un revêtement protecteur et gras pour le maintenir stable.
Les conditions de réfrigération peuvent avoir à voir avec la façon dont l’ARNm a été fabriqué et stabilisé, a déclaré Cannon, bien que ces détails précis soient la propriété des entreprises.
Dr. Drew Weissman, professeur de médecine à la Faculté de médecine Perelman de l’Université de Pennsylvanie, a été un pionnier de la recherche sur les vaccins contre l’ARNm et collabore maintenant avec BioNTech, une société de biotechnologie allemande qui s’est associée à Pfizer. Il a déclaré que des travaux étaient en cours pour améliorer le vaccin expérimental, y compris des améliorations de ses exigences de stockage.
« Il y a certainement des améliorations qui sont déjà en cours de développement”, a-t-il déclaré.
Le vaccin Pfizer et le vaccin Moderna sont fabriqués à partir d’ARN messager synthétique. Contrairement à l’ADN, qui transporte des informations génétiques pour chaque cellule du corps humain, l’ARN messager dirige la production de protéines du corps de manière beaucoup plus ciblée.
« Lorsqu’un gène particulier doit faire son travail, il fait une copie de lui-même, appelée ARN messager”, a déclaré Cannon. « Si l’ADN est le grand manuel d’instructions pour la cellule, alors l’ARN messager est comme lorsque vous photocopiez une seule page dont vous avez besoin et que vous l’emportez dans votre atelier. »
Le vaccin Pfizer et le vaccin Moderna utilisent un ARNm synthétique qui contient des informations sur la protéine de pointe caractéristique du coronavirus. Les vaccins fonctionnent essentiellement en se faufilant dans des instructions qui ordonnent au corps de produire une petite quantité de protéine de pointe. Une fois que le système immunitaire détecte cette protéine, le corps commence par la suite à produire des anticorps protecteurs.
« Ces anticorps ne fonctionneront pas seulement contre le peu de protéine de pointe qui a été fabriqué après la vaccination, mais reconnaîtront et empêcheront également le coronavirus de pénétrer dans nos cellules si nous sommes exposés à l’avenir”, a déclaré Cannon. « C’est vraiment une astuce intelligente. »
Mais un mécanisme aussi élégant que cela soit en théorie, les vaccins à ARNm sont confrontés à de réels défis biologiques depuis leur mise au point dans les années 1990.Dans les premières études animales, par exemple, les vaccins provoquaient une inflammation inquiétante.
« C’est devenu l’une des grandes questions: Comment obtenez-vous cela à l’intérieur du corps sans créer de réponse inflammatoire? » a déclaré Norman Baylor, président et chef de la direction de Biologics Consulting et ancien directeur du Bureau de la recherche et de l’examen des vaccins de la FDA.
Bien qu’aucune des deux sociétés n’ait signalé de sérieux problèmes de sécurité jusqu’à présent, les scientifiques continueront à surveiller les participants aux deux essais au fil du temps.
”Lorsque vous essayez de tromper le système immunitaire — ce que fait un vaccin —, il y a toujours un souci: vous pourriez avoir des effets secondaires involontaires », a déclaré Cannon. « Le système immunitaire est incroyablement compliqué et il est différent d’une personne à l’autre.”
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Les vaccins ne contiennent aucune partie du virus, de sorte que les receveurs ne peuvent pas être infectés par les vaccins.
« Ce sont les instructions pour une seule partie du virus, qui en soi ne peut rien faire”, a déclaré Cannon. » Ce serait comme donner une roue à quelqu’un et dire‘ « Voici une voiture. »
Pourtant, les vaccins à ARNm n’ont jamais été largement distribués auparavant, ce qui signifie qu’il y aura probablement un examen plus approfondi. Et bien que les premiers résultats de Pfizer et de Moderna aient dépassé les attentes, certaines questions majeures demeurent, notamment la performance des vaccins dans différentes données démographiques et la durée de leur efficacité, selon Baylor.
« Ce que j’aimerais voir — et nous ne le saurons qu’après un certain temps -, c’est combien de temps dure cette protection”, a-t-il déclaré.
Si les bons résultats se maintiennent, cependant, cela pourrait ouvrir la porte à d’autres vaccins à ARNm dans un avenir proche, a ajouté Baylor.
Weissman, dont le laboratoire de l’Université de Pennsylvanie a démontré il y a 15 ans que l’ARNm pouvait être utilisé de cette manière, a déclaré qu’avant la pandémie, lui et ses collègues travaillaient au lancement d’essais cliniques de phase 1 de vaccins contre l’ARNm contre l’herpès génital, la grippe, le VIH et le norovirus.
On pense que la technologie derrière les vaccins à ARNm est plus polyvalente que les méthodes traditionnelles de développement de vaccins, ce qui signifie qu’ils peuvent être fabriqués plus rapidement et de manière plus économique que d’autres qui nécessitent l’utilisation de bactéries ou de levures pour fabriquer et purifier la protéine de pointe du coronavirus.
« Avec un vaccin contre l’ARNm, vous vous asseyez devant votre ordinateur et concevez à quoi ressemblera ce morceau d’ARN, puis vous avez une machine qui peut fabriquer cet ARN pour vous relativement facilement”, a déclaré Cannon. « À certains égards, nous sommes chanceux en 2020 que cette technologie très puissante soit prête pour les heures de grande écoute, car cela pourrait être un très gros avantage.”