Le prix Nobel de médecine a été décerné lundi à deux scientifiques dont les travaux ont abouti aux vaccins à ARNm contre le COVID-19.
Alors que les pays s’apprêtent à distribuer ces vaccins, l’Associated Press s’est intéressée à la rapidité avec laquelle ils ont été mis au point. Ci-dessous l’article original, publié pour la première fois le 7 décembre 2020.
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Comment les scientifiques ont-ils pu mettre au point les vaccins COVID-19 aussi rapidement, sans lésiner sur les moyens ? Une longueur d’avance a aidé – plus d’une décennie de recherche en coulisses qui a permis à la nouvelle technologie vaccinale d’être prête à relever un défi juste au moment où le coronavirus a fait son apparition.
« La rapidité est le reflet des années de travail qui ont précédé », a déclaré à l’Associated Press le Dr Anthony Fauci, le plus grand spécialiste américain des maladies infectieuses. « C’est ce que le public doit comprendre.
Créer des vaccins et disposer des résultats d’études rigoureuses moins d’un an après la découverte d’une maladie inédite dans le monde est une chose incroyable, qui coupe des années de développement normal. Mais les deux premiers vaccins américains sont fabriqués d’une manière qui promet qu’un développement plus rapide pourrait devenir la norme – surtout s’ils s’avèrent aussi efficaces à long terme que les premiers tests le suggèrent.
« C. Buddy Creech, expert en vaccins de l’université Vanderbilt, a décrit les réactions des scientifiques lorsque des études distinctes ont montré que les deux candidats étaient efficaces à environ 95 %.
« Je pense que nous entrons dans l’âge d’or de la vaccinologie avec ce type de nouvelles technologies », a déclaré le Dr Creech lors d’une réunion d’information de la Société américaine des maladies infectieuses.
Les deux vaccins – l’un fabriqué par Pfizer et BioNTech, l’autre par Moderna et les National Institutes of Health – sont des vaccins à ARN messager, ou ARNm, une toute nouvelle technologie. Les autorités de réglementation américaines doivent décider ce mois-ci d’autoriser ou non l’utilisation de ces vaccins en cas d’urgence, ouvrant ainsi la voie à des vaccins rationnés qui seront d’abord administrés aux travailleurs de la santé et aux résidents des maisons de retraite.
Des milliards de dollars de financement de la part des entreprises et des gouvernements ont certainement accéléré le développement des vaccins – et le nombre malheureusement très élevé d’infections a fait que les scientifiques n’ont pas eu à attendre longtemps avant d’apprendre que les vaccins semblaient fonctionner.
Mais bien avant que le COVID-19 n’apparaisse sur le radar, les bases avaient été jetées en grande partie par deux courants de recherche différents, l’un au NIH et l’autre à l’université de Pennsylvanie, et parce que les scientifiques avaient appris des choses sur d’autres coronavirus lors d’épidémies antérieures de SRAS et de MERS.
« Lorsque la pandémie a commencé, nous étions sur une base solide, à la fois en termes de science et d’expérience de la manipulation de l’ARNm, a déclaré le Dr Tal Zaks, médecin-chef de Moderna, une société basée dans le Massachusetts.
Traditionnellement, pour fabriquer des vaccins, il fallait cultiver des virus ou des morceaux de virus – souvent dans des cuves géantes de cellules ou, comme pour la plupart des vaccins antigrippaux, dans des œufs de poule – puis les purifier avant de passer aux étapes suivantes de la fabrication des vaccins.
L’approche de l’ARNm est radicalement différente. Elle commence par un bout de code génétique qui contient des instructions pour la fabrication de protéines. Choisissez la bonne protéine virale à cibler et l’organisme se transforme en une mini-usine à vaccins.
« Au lieu de cultiver un virus dans un bidon de 50 000 litres et de l’inactiver, nous pourrions délivrer de l’ARN et notre corps fabriquerait la protéine, ce qui déclencherait la réponse immunitaire », a déclaré le Dr Drew Weissman, de la Penn.
Il y a quinze ans, le laboratoire de Weissman essayait d’exploiter l’ARNm pour fabriquer divers médicaments et vaccins. Mais les chercheurs ont constaté que le simple fait d’injecter le code génétique à des animaux provoquait des inflammations néfastes.
Weissman et Katalin Kariko, une collègue de Penn aujourd’hui à BioNTech, ont découvert une minuscule modification d’un élément constitutif de l’ARN cultivé en laboratoire qui lui permet de passer inaperçu devant les sentinelles qui déclenchent l’inflammation.
« Ils ont pu essentiellement fabriquer un ARN furtif », a déclaré le Dr Philip Dormitzer, directeur scientifique de Pfizer.
D’autres chercheurs ont ajouté une couche de graisse, appelée nanoparticules lipidiques, qui a aidé l’ARN furtif à pénétrer facilement dans les cellules et à démarrer la production de la protéine cible.
Pendant ce temps, au NIH, l’équipe du Dr Barney Graham a trouvé la bonne cible – comment utiliser la bien nommée protéine « spike » qui enrobe le coronavirus pour amorcer correctement le système immunitaire.
La bonne conception est essentielle. Il s’avère que les protéines de surface qui permettent à divers virus de s’accrocher aux cellules humaines sont des changeurs de forme, qui modifient leur forme avant et après leur fusion. Si l’on brasse un vaccin en utilisant la mauvaise forme, il ne bloquera pas l’infection.
« Vous pouvez utiliser la même molécule d’une certaine manière et la même molécule d’une autre manière et obtenir une réponse totalement différente », a expliqué le Dr Fauci.
Cette découverte remonte à 2013, lorsque M. Graham, directeur adjoint du Centre de recherche sur les vaccins des NIH, et son collègue Jason McLellan étudiaient un vaccin qui avait échoué depuis des décennies contre le VRS, une maladie respiratoire de l’enfance.
Ils ont repéré la bonne structure d’une protéine du VRS et ont appris à faire des ajustements génétiques qui ont stabilisé la protéine dans la bonne forme pour le développement d’un vaccin. Ils ont ensuite appliqué cette leçon à d’autres virus, notamment à la recherche d’un vaccin contre le MERS, un cousin du COVID-19, bien qu’il n’ait pas été très avancé lorsque la pandémie a commencé.
« C’est ce qui nous a permis d’agir rapidement », a déclaré M. Graham à l’AP en février, avant que le vaccin des NIH ne soit testé pour la première fois sur l’homme. « Une fois que l’on dispose de ces détails au niveau atomique, on peut concevoir la protéine de manière à ce qu’elle soit stable.
De même, en 2018, la société allemande BioNTech s’est associée à la société new-yorkaise Pfizer pour développer un vaccin antigrippal plus moderne à base d’ARNm, ce qui a permis aux deux entreprises d’acquérir des connaissances préliminaires sur la manière de gérer la technologie.
« Tout cela était en train de se préparer. Cela ne vient pas de nulle part », a déclaré M. Dormitzer, de Pfizer.
En janvier dernier, peu après que le nouveau coronavirus ait été signalé en Chine, le PDG de BioNTech, Ugur Sahin, a changé de cap et a utilisé la même méthode pour créer un vaccin contre le COVID-19.
Moderna utilisait également l’ARNm pour mettre au point des vaccins contre d’autres germes, notamment le virus Zika transmis par les moustiques – des recherches prometteuses mais qui n’avançaient pas rapidement puisque l’épidémie de Zika s’était éteinte.
Au NIH, Graham s’est réveillé le samedi 11 janvier pour découvrir que des scientifiques chinois avaient partagé la carte génétique du nouveau coronavirus. Son équipe s’est mise au travail sur la protéine de pointe de forme droite. Quelques jours plus tard, ils ont envoyé la recette à Moderna – et la course au vaccin était lancée.
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Le département Santé et Sciences de l’Associated Press bénéficie du soutien du département de l’enseignement des sciences de l’Institut médical Howard Hughes. L’AP est seul responsable de l’ensemble du contenu.
