[Covid-19] Qu’est-ce qu’un vaccin à ARN ?

Alors que l’Europe traverse avec difficultés la deuxième vague de l’épidémie de Covid-19, Pfizer vient d’annoncer que son prototype de vaccin d’un nouveau genre serait efficace à 90% contre le Covid-19.

“Novel Coronavirus SARS-CoV-2” © National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) licensed CC BY “Novel Coronavirus SARS-CoV-2” © National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) licensed CC BY

La course au vaccin qui pourra sortir le monde de l’impasse du Covid-19 s’est accélérée aujourd’hui avec l’annonce par l’entreprise pharmaceutique américaine Pfizer associée à l’allemand Biontech des résultats cliniques encourageants de leur candidat vaccin. L’entreprise a annoncé une efficacité proche de 90% chez les quelques 43 500 participants à l’étude, la moitié ayant reçu un placebo. Cependant la troisième phase de tests cliniques, celle visant à évaluer l’efficacité et les effets secondaires à grande échelle, est toujours en cours.

Ces résultats, s’ils sont confirmés, représenteraient non seulement une avancée dans la lutte contre le virus, mais également un saut technologique important pour la recherche vaccinale. Le prototype proposé par Pfizer est en effet un vaccin d’un nouveau genre basé sur l’ARN. Pour comprendre l’intérêt de cette technologie, faisons d’abord un pas en arrière. 

 

Simuler une infection 

Le rôle d’un vaccin est de déclencher une réponse immunitaire chez un patient en lui inoculant un fragment de pathogène, appelé antigène, qui pourra être reconnu par l’organisme. Ce simulacre d’infection permet au système immunitaire de produire des anticorps ciblant spécifiquement le pathogène en question afin de le combattre plus efficacement lorsque celui-ci sera rencontré en conditions réelles. Les antigènes utilisés dans les vaccins sont la plupart du temps des protéines sélectionnées avec soin parmi les composants du pathogène. Dans le cas du SARS-Cov-2, la protéine S (ou spike) est une cible de choix. Celle-ci permet en effet au virus de pénétrer nos cellules pour s’y répliquer et les anticorps ciblant cette protéine semblent bloquer efficacement sa progression dans l’organisme. 

Le développement d’un vaccin efficace n’est cependant pas toujours simple. L'antigène choisie doit en effet être suffisamment stable pour être produit et conditionné sans être dégradé. Plus important encore, il doit être spécifique du pathogène en question et induire une réaction immunitaire suffisante pour protéger le patient sur la durée.

Plusieurs méthodes existent pour augmenter le potentiel immunogène d’un antigène. Certaines reposent sur des modifications chimiques, d’autres sur l’utilisation d’un virus vecteur plus immunogène mais inoffensif sur lequel l’antigène est greffé. Enfin, certains vaccins utilisent le pathogène entier dont la virulence est atténuée ou encore un pathogène proche. Ce dernier cas fut en particulier utilisé dès le 18e siècle avec l'inoculation de la vaccine, version bovine du virus de variole, bien moins dangereuse pour l’Homme et qui donnera son nom à la vaccination.

 

Les promesses de l’ARN messager

La difficulté d'établir une version à la fois immunogène, spécifique et suffisamment stable d'un antigène est l'un des freins au development des vaccins à protéine actuels. C’est sur ce point que le vaccin proposé par Pfizer et les autres candidats vaccins à ARN actuellement en phase de tests cliniques pourraient faire la différence.

Ces prototypes ne contiennent en effet pas un antigène à proprement parler mais un ARN. Ces molécules biologiques, semblables à l’ADN, sont présentes dans les cellules de tous les êtres vivants et servent notamment de relais de l’information génétique, d’où leur nom d’ARN « messagers ». Ceux-ci portent en particulier les plans d’assemblage des différentes protéines produites par nos cellules dont ils dirigent la synthèse. En injectant un ARN messager étranger directement dans une cellule, il est ainsi possible de forcer celle-ci à produire la protéine correspondante. Ce mécanisme est d’ailleurs celui utilisé par les virus comme le SARS-Cov-2 qui forcent les cellules infectées à produire leurs composants en masse à partir des ARN messagers viraux.

L’idée d’un vaccin à ARN est donc d’injecter directement un ARN messager qui pourra pénétrer nos cellules et les pousser à produire directement un antigène qui sera reconnu par le système immunitaire. Ce principe permet donc de reproduire le mécanisme d’une infection virale d’une manière plus « réaliste », les protéines virales étant produites par les cellules du corps comme lors d’une vraie infection.

Un autre avantage majeur des vaccins à ARN repose sur leur versatilité. Contrairement aux protéines de tailles et structures très variées, les paramètres de production et de stabilité de l’ARN sont relativement constants. Cela permet donc, si besoin, de rapidement modifier la séquence d’ARN du vaccin sans devoir réadapter toute la chaine de production et de conditionnement. C’est pour cette propriété que les vaccins à ARN sont étudiés depuis plusieurs années comme de possibles armes contre le cancer. La possibilité de produire de manière personnalisée un ARN codant pour une protéine caractéristique d’une tumeur pourrait ainsi permettre de diriger le système immunitaire du patient contre celle-ci. C’est d’ailleurs sur cette application que Biontech travaillait avant de s’allier à Pfizer lors de la crise du Covid-19.

La rapidité de développement de cette nouvelle classe de vaccins s’est d’ailleurs avérée particulièrement avantageuse dès de le début de la crise, la start-up américaine Moderna ayant finalisé le développement de leur vaccin à ARN en un temps record de trois semaines après la publication du génome du virus. Cela pourrait en particulier être un facteur critique pour adapter rapidement le vaccin en cas d’apparition de variants viraux résistants à la première version.

 

Rendez-vous dans un mois 

Si l’idée est prometteuse, ces nouveaux vaccins doivent encore prouver qu’ils sont suffisamment sûrs pour être utilisés à grande échelle et surtout qu’ils induisent une réponse immunitaire suffisante contre le virus. Concernant le Covid-19, il est probable que plusieurs vaccins utilisant différentes technologies arrivent sur le marché simultanément parmi les quelques 140 actuellement à l’étude. Dans tous les cas, il est peu probable que les infrastructures de production actuelles soient suffisantes pour permettre aux nouveaux vaccins à ARN de résoudre la crise mondiale actuelle à eux seuls. En revanche ils pourraient ouvrir la voie à bien d’autres outils de ce type et s'avérer des armes cruciales pour affronter les pandémies à venir.

De leur côté, Pfizer et Biontech espèrent pouvoir finaliser leur étude clinique et soumettre leurs résultats d’ici la mi-Novembre à l’agence américaine de régulation du médicament (FDA) afin obtenir une autorisation d’urgence pour leur produit.

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