19 décembre 2020

On revient au début

Le développement des vaccins à ARN messager

La campagne de vaccination contre le Covid-19 a débuté ces derniers jours dans plusieurs pays, dont le Royaume-Uni et les États-Unis. Le vaccin proposé est celui mis au point par les laboratoires américain Pfizer et allemand BioNTech reposant sur une technique nouvelle à partir d’ARN messager. Certains médicaments à base de cet ensemble de molécules découvert en 1961 avaient jusqu’ici obtenu des résultats encourageants, mais aucun vaccin à base d’ARN messager n’avait encore été utilisé chez les humains.


Le concept

En 1961, deux chercheurs français de l’Institut Pasteur – François Jacob et Jacques Monod – découvrent un nouveau type d’acide ribonucléique (ARN), des molécules particulièrement grosses et complexes présentes chez pratiquement tous les êtres vivants et aussi dans certains virus, comme celui de la grippe ou du sida. Ils le baptisent ARN messager (ARNm), pour acide ribonucléique messager. L’ARN est très proche chimiquement de l’ADN, support de l’information génétique. Les ARN peuvent avoir plusieurs fonctions. Celle de l’ARN messager est de servir d’intermédiaire entre les gènes de l’ADN et les cellules, en envoyant à ces dernières un mode d’emploi sous forme de code génétique pour qu’elles synthétisent les protéines dont elles ont besoin, d’où son nom de « messager ».


Les dates clés

1990

Le scientifique américain Jon Wolff de l’université du Wisconsin publie en 1990 les résultats d’une étude qu’il a dirigée dans la revue Science. Il rapporte une expérience menée in vivo sur des souris, qui démontre que l’injection directe d’ARNm dans un muscle a conduit à la production de la protéine codée et transmise par l’ARNm. Ce résultat mène à d’autres expériences visant à produire des vaccins à base d’ARNm, pour informer les cellules sur la façon de produire des défenses immunitaires lorsqu’elles rencontrent un virus. En 1994, une étude de plusieurs chercheurs de l’Institut Karolinska de Stockholm, en Suède, publiée dans la revue Vaccine, rapporte que l’injection d’un ARN du virus dit de la forêt de Semliki dans le muscle d’une souris a conduit à la production d’anticorps. Malgré ces premiers succès, la recherche vaccinale se concentre sur le développement de vaccins à ADN jusqu’à la fin des années 2000 (voir les différents types de vaccins expliqués par Le Monde). Une autre étude, publiée en 2012 dans la revue Nature, démontre qu’un vaccin à ARN messager a conféré une protection contre le virus de la grippe chez des souris, des furets et des porcs.

2008

Le couple d’Allemands Ugur Sahin et Özlem Türeci fonde en 2008 le laboratoire BioNTech à Mayence, avec l’immunologue allemand Christoph Huber, après avoir déjà créé une autre société spécialisée dans le développement d’anticorps pour lutter contre le cancer. En 2013, BioNTech propose à la biochimiste hongroise Katalin Kariko, qui a fait presque toute sa carrière de chercheuse sur l’ARN messager aux États-Unis, de devenir vice-présidente de l’entreprise. Alors que l’injection d’ARN messager pouvait jusque-là conduire à de sérieuses inflammations, elle avait réussi avec un collègue à mettre au point en 2005 un procédé inoffensif pour l’organisme. BioNTech se spécialise dans le développement de médicaments à base d’ARN messager, principalement pour mettre au point des traitements individualisés contre le cancer chez les humains. L’utilisation de l’ARNm permet ainsi de tenir compte des caractéristiques génétiques de la tumeur du patient. Les premiers résultats encourageants sont publiés en 2017 dans la revue Nature.

2016

Un an après le début en Amérique du Sud d’une épidémie de la maladie issue du virus Zika, qui se transmet par des piqûres de moustique et peut entraîner des malformations du fœtus et des troubles neurologiques graves, plusieurs laboratoires se lancent en 2016 dans la recherche d’un vaccin. Le virus Zika étant un virus à ARN, plusieurs d’entre eux explorent des pistes de vaccins à ARNm. Dès 2016, un prototype fait ses preuves sur des souris et des singes : une seule injection a suffi à les protéger à 100 %, sans effet secondaire apparent. Des essais cliniques sur des humains sont alors lancés, notamment par les laboratoires américains Inovio Pharmaceuticals et Moderna. Toutefois, aucun vaccin ne dépasse le stade de l’essai clinique. Un article paru en 2018 dans le journal de la Société royale de pharmacie britannique explique que l’épidémie de Zika « n’a pas duré assez longtemps », rendant « beaucoup plus difficile » le test de vaccins.

2020

Dès que l’épidémie de Covid-19 devient mondiale début 2020, des laboratoires se lancent dans des recherches pour élaborer des vaccins. Au 17 décembre, l’Organisation mondiale de la Santé, une agence de l’ONU, recensait 56 vaccins au stade des essais cliniques. Sept d’entre eux sont élaborés à partir d’ARNm. C’est le cas d’un vaccin conçu par le laboratoire allemand BioNTech, qui s’est associé à un laboratoire plus grand, l’américain Pfizer, afin d’avoir plus de moyens, ainsi que d’un vaccin du laboratoire américain Moderna. Les deux projets reposent sur l’injection intramusculaire d’un ARN messager. BioNTech et Pfizer annoncent le 10 novembre que leur vaccin est « efficace à 90 % » et préviennent qu’il doit être conservé à très basse température. C’est ce vaccin qui doit être distribué d’ici la fin du mois dans l’Union européenne s’il obtient une autorisation de mise sur le marché et qui fait déjà l’objet d’une campagne de vaccination au Royaume-Uni depuis le 10 décembre.


Vrai-faux

Un vaccin à ARN messager peut modifier l’ADN.

FAUX. Un vaccin à ARN messager ne peut pas modifier l’ADN. Contrairement à un vaccin à ADN, un vaccin à ARN messager ne nécessite en effet pas de pénétrer dans le noyau de la cellule. Une fois dans la cellule, il peut être immédiatement traduit en protéine.

Un vaccin à ARN messager peut avoir des effets secondaires.

VRAI. Comme pour la plupart des vaccins, un vaccin à ARN messager peut entraîner des effets secondaires, comme une rougeur au point d’injection, de la fatigue, des maux de tête, des douleurs musculaires et de la fièvre, voire des allergies dans des cas « beaucoup plus rares », note la plateforme Covireivac, un projet coordonné par l’institut de recherche public Inserm. D’après les essais cliniques menés pour les vaccins BioNTech-Pfizer et Moderna, aucun effet secondaire nouveau n’a été observé. Bernard Verrier, directeur du Laboratoire de biologie tissulaire et d’ingénierie thérapeutique de l’université Claude-Bernard, à Lyon, observe néanmoins dans Le Monde que « plus les doses d’ARN augmentent, plus les effets secondaires sont importants », à la fois dans les résultats des essais cliniques des vaccins de Moderna et BioNTech-Pfizer.

C’est impossible de développer un vaccin fiable aussi rapidement.

FAUX. Comme l’explique sur son site l’Inserm, il est plus rapide de développer des vaccins à ARN messager que des vaccins traditionnels : « 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. » L’institut souligne aussi que « 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. »