Pendant des décennies, les chercheurs en vaccins ont été enchantés et frustrés par la promesse de l’ARN messager. Les minuscules bribes de code génétique sont essentielles pour dire aux cellules de construire des protéines, une partie fondamentale de la physiologie humaine – et la clé pour libérer le système immunitaire.
Mais ils ont été difficiles à apprivoiser, du moins jusqu’à ce que le coronavirus stimule une course mondiale pour créer un vaccin.
Actuellement, Pfizer et Moderna testent leurs candidats vaccins distincts qui utilisent l’ARN messager, ou ARNm, pour déclencher la production d’anticorps protecteurs par le système immunitaire sans utiliser de véritables morceaux du virus. Si les vaccins expérimentaux contre le coronavirus obtiennent l’approbation de la Food and Drug Administration, ils seront les tout premiers vaccins autorisés qui utilisent l’ARNm – un développement qui non seulement renverserait la vapeur dans cette pandémie, mais pourrait également débloquer une toute nouvelle ligne de vaccins contre une variété de virus.
Les deux vaccins expérimentaux ont quelques 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 a fait des progrès pendant près de trois décennies, mais a longtemps été considérée comme une sorte de rêve chimérique.
« C’était une toute nouvelle plate-forme », a déclaré le Dr Carlos del Rio, doyen associé exécutif de la faculté de médecine de l’Université Emory à Atlanta. « Beaucoup de gens étaient sceptiques quant à l’efficacité d’un vaccin à ARNm. Scientifiquement, c’est logique, mais aucun vaccin à ARNm n’a encore été approuvé. »
La semaine dernière, Pfizer a publié des résultats préliminaires montrant que son candidat vaccin est efficace à plus de 90 % pour prévenir le Covid-19 symptomatique. Lundi, Moderna a ajouté à ces nouvelles encourageantes, avec les premiers résultats de son essai de phase 3 montrant que son vaccin expérimental est efficace à 94,5 pour cent pour prévenir la maladie. Le fait de voir des résultats aussi cohérents à ce stade des essais est un bon signe, a déclaré M. del Rio.
« Cela me donne l’impression que ‘gee, Pfizer n’était pas un coup de chance' », a-t-il dit. « 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 seront performants dans tous les groupes d’âge et toutes les ethnies.
L’une des principales différences entre les deux vaccins candidats est leur mode de conservation. Tous deux nécessitent deux doses, mais le vaccin de Pfizer doit être stocké à des températures de moins 94 degrés Fahrenheit ou plus froides, ce qui a soulevé des problèmes pratiques sur la façon dont ils pourraient être expédiés et disséminés. Le vaccin de Moderna ne nécessite pas de stockage ultra-froid et peut rester stable à des niveaux de réfrigération ordinaires – entre environ 36 et 46 degrés Fahrenheit – pendant 30 jours.
Cette distinction est probablement due à la façon dont l’ARNm synthétique des vaccins, ou ARN messager, est emballé, selon Paula Cannon, professeur associé de microbiologie à la Keck School of Medicine de l’Université de Californie du Sud. Par lui-même, l’ARNm est une molécule fragile, ce qui signifie qu’il doit être recouvert d’une enveloppe protectrice et grasse pour rester stable.
Les conditions de réfrigération peuvent avoir un rapport avec la façon dont l’ARNm a été fabriqué et stabilisé, a déclaré Cannon, bien que ces détails précis soient la propriété des entreprises.
Le Dr Drew Weissman, professeur de médecine à la Perelman School of Medicine de l’Université de Pennsylvanie, a été l’un des premiers pionniers de la recherche sur les vaccins à ARNm et il collabore actuellement avec BioNTech, une société allemande de biotechnologie qui s’est associée à Pfizer. Il a déclaré que des travaux sont 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.
Les deux vaccins Pfizer et Moderna sont fabriqués à partir d’ARN messager synthétique. Contrairement à l’ADN, qui porte l’information génétique de chaque cellule du corps humain, l’ARN messager dirige la production de protéines du corps d’une manière beaucoup plus ciblée.
« Lorsqu’un gène particulier doit faire son travail, il fabrique une copie de lui-même, qui est appelée ARN messager », a déclaré Cannon. « Si l’ADN est le grand manuel d’instruction de la cellule, alors l’ARN messager est comme lorsque vous photocopiez juste une 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 glissant des instructions qui ordonnent à l’organisme de produire une petite quantité de la protéine spike. Une fois que le système immunitaire a détecté cette protéine, l’organisme commence à produire des anticorps protecteurs.
« Ces anticorps n’agiront pas seulement contre la petite quantité de protéine spike qui a été produite après la vaccination, mais ils reconnaîtront également le coronavirus et l’empêcheront de pénétrer dans nos cellules si nous sommes exposés à l’avenir », a déclaré M. Cannon. « C’est vraiment une astuce intelligente. »
Mais aussi élégant que soit ce mécanisme en théorie, les vaccins à ARNm ont été confrontés à de véritables défis biologiques depuis leur mise au point dans les années 1990. Dans les premières études sur les animaux, par exemple, les vaccins ont provoqué une inflammation inquiétante.
« C’est devenu l’une des grandes questions : Comment faire pénétrer cela dans le corps sans créer une réponse inflammatoire ? », a déclaré Norman Baylor, président et PDG de Biologics Consulting et ancien directeur du Bureau de recherche et d’examen des vaccins de la FDA.
Bien qu’aucune des deux sociétés n’ait signalé de graves problèmes de sécurité jusqu’à présent, les scientifiques continueront à surveiller les participants aux deux essais au fil du temps.
« Il y a toujours une inquiétude lorsque vous essayez de tromper le système immunitaire – ce que fait un vaccin – que 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. »
Les vaccins ne contiennent aucune partie du virus, de sorte que les bénéficiaires ne peuvent pas être infectés par les injections.
« Ce sont les instructions pour une seule partie du virus, qui en soi ne peut rien faire », a déclaré Cannon. C’est comme si l’on donnait une roue à quelqu’un et qu’on lui disait : « Voici une voiture » ».
Pour autant, les vaccins à ARNm n’ont jamais été distribués à grande échelle, ce qui signifie qu’ils feront l’objet d’une surveillance accrue. Et si les premiers résultats de Pfizer et de Moderna ont dépassé les attentes, certaines questions majeures demeurent, notamment la façon dont les vaccins se comportent dans différentes catégories démographiques et la durée de leur efficacité, selon Baylor.
« Ce que j’aimerais voir – et nous ne le saurons pas avant un certain temps – c’est la durée de 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 avaient travaillé pour lancer des essais cliniques de phase 1 de vaccins à ARNm pour l’herpès génital, la grippe, le VIH et le norovirus.
La technologie derrière les vaccins à ARNm est considérée comme plus polyvalente que les méthodes traditionnelles de développement de vaccins, ce qui signifie qu’ils peuvent être fabriqués plus rapidement et plus économiquement 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 à ARNm, vous vous asseyez devant votre ordinateur et concevez ce à quoi ce morceau d’ARN va ressembler, puis vous avez une machine qui peut fabriquer cet ARN pour vous relativement facilement », a déclaré Cannon. « D’une certaine manière, nous avons de la chance en 2020 que cette technologie très puissante ait été prête pour le prime time, car elle pourrait constituer un avantage vraiment important. »
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