Cette photo représente le coronavirus SARS-CoV-2 responsable de la maladie COVID-19 observé en gros plan à la surface d’une cellule épithéliale respiratoire humaine. Sa double membrane et sa couronne de glycoprotéines sont bien visibles. Crédits : M.Rosa-Calatrava/O.Terrier/A.Pizzorno/E.Errazuriz-cerda
Au mois de novembre, les laboratoires Pfizer/BioNTech et Moderna ont été les premiers à annoncer les résultats préliminaires d’efficacité de leur candidat vaccin contre la Covid-19, apportant une lueur d’espoir un an après le début de la pandémie. Les résultats intermédiaires de l’essai de phase III mis en place par Pfizer/BioNTech ont depuis été publiés dans une revue scientifique relue par les pairs, le New England Journal of Medicine.
Toutefois, la technologie sur laquelle reposent ces nouveaux vaccins, dits « vaccins à acides nucléides », suscite de nombreuses questions et des craintes au sein de la population. Sur quoi se fonde cette technique ? Comment expliquer la rapidité de développement de ces vaccins ? Quels sont leurs avantages et leurs limites ? Pour couper court aux fausses infos et répondre aux interrogations, Canal Détox fait le tour de la question.
Le principe de la vaccination est simple : il consiste à injecter une forme atténuée ou inactivée d’un agent infectieux ou certains de ses composants dans l’organisme pour le préparer à un contact ultérieur avec un virus. La rencontre de l’organisme avec l’agent pathogène lors de la vaccination permet en effet de développer des cellules immunitaires « mémoires », capables de reconnaître à nouveau immédiatement cet agent si l’individu venait à y être exposé « naturellement ». L’objectif est de déclencher une réaction immunitaire permettant d’éviter une possible contamination dans le futur.
Rigoureusement testés pour valider leur efficacité et leur sûreté, les vaccins sont développés dans le but de protéger les personnes contre certaines maladies virales tout en leur évitant au maximum les effets indésirables liés à l’administration de ces produits. Jusqu’à aujourd’hui, aucun vaccin à acides nucléiques n’était arrivé à la phase III des essais cliniques : le vaccin de Pfizer/BioNTech contre la Covid devrait donc être le premier reposant sur cette technologie à être approuvé par les autorités réglementaires.
Un « leurre » pour le système immunitaire
Le principe des vaccins à acides nucléiques (vaccins à ARN ou à ADN) est un peu différent de celui expliqué précédemment, même si l’idée de base est bien également de confronter le système immunitaire à un « leurre » pour le pousser à développer des anticorps contre le virus.
Néanmoins, dans le cas de ces nouveaux vaccins, il s’agit de faire produire les fragments d’agents infectieux directement par les cellules de l’individu vacciné. Pour cela, ce n’est pas le virus dans sa forme atténuée qui est injecté mais seulement des molécules d’ADN ou d’ARN[1] codant pour des protéines de l’agent pathogène.
Les cellules de la personne vaccinée localisées au niveau du site d’injection (principalement les cellules musculaires et les cellules du système immunitaire) sont alors en mesure de fabriquer elles-mêmes lesdites protéines, choisies en amont pour leur capacité à déclencher une réponse immunitaire significative et protective.
Le candidat vaccin de Pfizer/BioNTech comme celui de Moderna sont des vaccins à ARN. Ils reposent sur l’injection d’un ARN messager codant pour la protéine Spike présente à la surface du coronavirus SARS-CoV-2. Cette protéine constitue la « clé » permettant au virus de s’accrocher aux cellules puis d’y pénétrer et de les infecter. Ce choix d’un vaccin à ARN plutôt que d’un vaccin à ADN a été fait pour que la protéine Spike puisse être produite directement dans le cytoplasme des cellules de la personne vaccinée, sans passer par le noyau.
Une longue histoire scientifique
Bien que la technologie n’ait été médiatisée que récemment, à la faveur des résultats annoncés par les deux entreprises, elle ne date pas d’hier. Des chercheurs travaillent sur le sujet depuis plusieurs décennies. Ils faisaient néanmoins face à des obstacles techniques.
La taille des molécules d’ADN et d’ARN posait notamment problème, ce qui explique en partie pourquoi cette technologie vaccinale n’avait jusqu’à récemment atteint que les stades précliniques et cliniques précoces. Les molécules d’ARN sont par exemple dix fois plus grosses qu’un antigène sous forme de protéine directement injecté via un vaccin traditionnel.
Pour les scientifiques, il fallait donc développer un système de transport de ces molécules au bon endroit, à l’intérieur des cellules d’intérêt. Or, c’est seulement récemment que des solutions ont pu être trouvées. Pfizer/BioNTech et Moderna utilisent par exemple des particules nanolipidiques[2] pour transporter l’ARN vaccinal jusqu’aux cellules.
Des avantages en période pandémique
Parmi les avantages associés aux vaccins à ARN, on compte notamment leur rapidité de développement. En effet, une grande partie du processus de développement et de manufacture des vaccins traditionnels se trouve éliminée. Il est par exemple possible d’éviter tout le travail de production des virus vivants atténués, inactivés ou recombinants à injecter aux patients ou encore de purification des protéines virales. En outre, les molécules d’ARN sont plus simples que des protéines virales : synthétisées par voie enzymatique, elles sont plus rapides à produire.
Par ailleurs, le fait de ne pas s’appuyer sur des virus entiers et de ne pas utiliser d’adjuvants dans le développement de ces vaccins, mais simplement des molécules d’acides nucléiques, signifie également que ces vaccins sont mieux tolérés par l’organisme. Ces molécules d’acides nucléiques vont jouer un double rôle : exprimer la protéine virale et stimuler le système immunitaire sans adjuvant chimique.
Avec les vaccins ARN, une grande partie du processus de développement et de manufacture des vaccins traditionnels se trouve éliminée. Crédits : Adobe Stock
S’il est possible d’avoir des inquiétudes face à ces nouveaux vaccins prêts à être lancés après seulement une année de travaux, ces différents facteurs, de même que la vitesse de circulation du virus dans la population qui a permis d’obtenir plus rapidement des résultats d’efficacité lors des essais cliniques, contribuent à expliquer ce délai de mise au point extraordinairement court.
Par ailleurs, jamais les fonds attribués à ce type de recherche vaccinale n’avaient été aussi élevés, et ces financements ont donné aux chercheurs des moyens qu’ils n’avaient pas jusqu’alors pour mener des essais cliniques aussi rapidement et efficacement.
Cette nouvelle technologie vaccinale devrait désormais permettre de réagir plus vite en période pandémique et pourra facilement être adaptée lors de futures éventuelles épidémies.
Enfin, d’autres avantages de cette nouvelle stratégie de vaccination peuvent être soulevés. On peut notamment citer le déclenchement d’une réponse immunitaire puissante et très spécifique au virus. En effet, cette stratégie se caractérise par une production d’anticorps hautement neutralisants et de lymphocytes T spécifiques de l’antigène viral, car la protéine Spike produite par l’organisme est extrêmement proche de sa conformation naturelle dans le virus sauvage.
Pas de risque pour notre matériel génétique
La pandémie liée au coronavirus a créé des opportunités et cette nouvelle classe de vaccin démontre pour la première fois une efficacité en phase III contre cette infection virale. Il est néanmoins légitime que la technologie, du fait de sa relative nouveauté, suscite des questions.
Des interrogations sur le plan logistique d’abord : les molécules d’ARN sont particulièrement instables et peuvent se « casser » au-delà d’une certaine température. C’est pourquoi il est essentiel de conserver ces vaccins à des températures très froides. Cela pose évidemment un certain nombre de problématiques, notamment concernant le respect de la chaîne du froid de l’usine de production jusqu’au cabinet du médecin.
Des inquiétudes ont également été soulevées concernant les effets secondaires à long terme encore mal documentés de ces vaccins. Il faut dans un premier temps souligner que les personnes qui seront vaccinées dès le début de l’année 2021 seront suivies de près par les médecins pour répertorier tout effet indésirable qui pourrait se produire.
Par ailleurs, il est important de préciser que l’ARN injecté via le vaccin n’a aucun risque de transformer notre génome ou d’être transmis à notre descendance dans la mesure où, comme mentionné plus haut, il ne pénètre pas dans le noyau des cellules. Or, c’est dans ce noyau cellulaire que se situe notre matériel génétique.
Même après l’injection du vaccin, lors de la division cellulaire, les noyaux continuent à ne contenir que notre ADN humain naturel.
Par ailleurs, l’injection est locale et les cellules qui reçoivent l’ARN codant pour la protéine Spike sont principalement les cellules musculaires : en aucun cas l’ARN ne va jusqu’aux cellules des organes reproducteurs (les gonades). Il ne peut donc pas être transmis d’une génération à l’autre.
Enfin, les cellules produisant la protéine Spike suite à l’injection du vaccin sont rapidement détruites par le système immunitaire. L’ARN étranger ne reste donc pas longtemps dans l’organisme : il produit juste ce qu’il faut pour entraîner le système immunitaire à réagir en cas d’infection « naturelle » par le virus avant d’être éliminé.
[1] L’ADN et l’ARN sont des molécules présentes dans toutes les cellules des êtres vivants. Les molécules d’ADN sont porteuses du patrimoine génétique, situé à l’intérieur du noyau. Les molécules d’ARN sont synthétisées à partir de fragments d’ADN et sont ensuite utilisées comme patron par une machinerie complexe pour fabriquer, à l’extérieur du noyau, les protéines nécessaires au fonctionnement de l’organisme.
[2] La composition de ces particules nanolipidiques ressemble à celle des lipides situés dans les membranes de toutes les cellules de notre organisme et ne présente donc aucun risque.
