VACCINS À ADN ET ARNm

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Vaccins à ARNm contre la Covid-19

La pandémie de Covid-19 a fait apparaître l’urgence de développer rapidement un vaccin efficace contre le virus en cause, le SARS-CoV-2. D’emblée, les vaccins à ARNm semblaient faits pour répondre au moins à l’exigence de rapidité. À partir de la séquence du virus publiée dans Nature le 11 janvier 2020, les entreprises de biotechnologies, incluant Moderna, ont commencé à synthétiser un ARNm codant la protéine S (ou Spike). Cette protéine est située à la surface de l’enveloppe du SARS-CoV-2 et lui permet de se fixer à un récepteur cellulaire, l’enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE-2, présent sur les cellules du tractus respiratoire, de l’intestin, etc.) puis de pénétrer dans ces cellules : son rôle dans l’infection est donc central et elle est de fait une cible de vaccin. La protéine S est une grande protéine transmembranaire constituée de 1 273 acides aminés qui s’assemble en trimère et possède une conformation dite « préfusion » lorsqu’elle se trouve à la surface de la particule virale. Il s’avère que l’immunité contre les coronavirus avait beaucoup été étudiée à l’occasion des alertes de 2002-2003 (émergence du SARS-CoV-1 en Chine) et 2012 (émergence du MERS-CoV en Arabie Saoudite). Des modèles animaux avaient été développés et des essais cliniques de phase 1 d’un vaccin à ADN codant la protéine S de ces deux coronavirus avaient montré l’induction d’anticorps neutralisants chez les volontaires vaccinés. Il avait été montré que le déclenchement d’une réponse contre la protéine S selon la conformation « préfusion » protégeait contre l’infection. La protéine S du SARS CoV-2 a donc été la cible privilégiée de la plupart des vaccins développés en 2020. Dès la séquence du génome viral publiée, il a suffi de quelques jours pour produire à partir d’ADN de synthèse l’ARNm correspondant à la protéine S stabilisée en conformation « préfusion » (par deux résidus proline consécutifs dans la partie c-terminale de la protéine au niveau du site de clivage entre les sous-unités S1 et S2 en position 986 et 987 de la protéine S remplaçant respectivement les acides aminés lysine et valine). Il s’agit d’un délai incomparablement plus court que le temps nécessaire à la production de protéines ou à la culture du virus effectuée pour les plates-formes vaccinales classiques. En effet, les approches classiques exigent pour chaque « candidat vaccin » des étapes sur mesure, longues et coûteuses.

Vaccination de masse contre la Covid-19

Photographie : Vaccination de masse contre la Covid-19

La prévention de la Covid-19 repose essentiellement sur la vaccination de la plus grande partie de la population. Cette vaccination de masse, susceptible d'amener à une immunité collective, est réalisée dans des centres spécialisés surnommés « vaccinodromes ». Ce cliché du 15 juin... 

Crédits : Adrien Nowak/ Hans Lucas/ AFP

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Les détails qui suivent sont donnés parce qu’ils illustrent ce qu’a été le premier développement d’un vaccin à ARN messager à usage général, qui plus est, mis au point au cours d’une pandémie. Dans un modèle animal (macaque rhésus) d’infection par le SARS-CoV-2, l’injection de deux doses de 30 ou 100 microgrammes (µg) d’ARNm du vaccin de Pfizer-BioNTech permettait de réduire les niveaux d'ARNm viral détectable chez les animaux vaccinés puis infectés par voie nasale et trachéale. Dans les essais de phase 1 et 2 chez l’humain, les titres d’anticorps neutralisants obtenus après deux doses de vaccin étaient comparables ou supérieurs à ceux des plasmas de patients convalescents. Ils étaient généralement plus élevés chez les 18-55 ans par rapport aux 65-85 ans, mais les réponses étaient comparables aux niveaux observés chez les patients convalescents dans les deux groupes d'âge. La dose de 30 μg d’ARNm a été choisie pour les essais de phase 2-3. La phase 3 conduite sur 40 000 personnes a démontré une efficacité de 95 % de protection contre la Covid-19.

Avec le vaccin de Moderna, qui utilise la même vectorisation, l’injection de deux doses de 10 ou 100 µg d’ARNm permettait d’obtenir l’indétectabilité du SARS-CoV-2 au niveau pulmonaire chez des macaques rhésus vaccinés puis infectés par voie nasale et trachéale. Seule la dose de 100 µg permettait en revanche de stériliser tous les prélèvements, pulmonaires et nasaux. Dans les essais de phase 1, des taux satisfaisants d’anticorps neutralisants similaires à ceux de convalescents étaient observés après deux doses. Les taux d’anticorps étaient plus élevés avec la dose la plus forte (100 μg) et on observait une augmentation significative après la deuxième dose. Une réponse similaire a été décrite chez des personnes plus âgées. Enfin, la persistance de ces anticorps à un taux significatif a été démontrée jusqu’à 119 jours après la première dose parmi les participants à ces phases préco [...]

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Voies de pénétration dans la cellule des vaccins à ADN et ARN

Voies de pénétration dans la cellule des vaccins à ADN et ARN
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Vaccins à ADN et à ARNm

Vaccins à ADN et à ARNm
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Schéma des voies d’activation de l’immunité innée par les acides nucléiques

Schéma des voies d’activation de l’immunité innée par les acides nucléiques
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Vaccination de masse contre la Covid-19

Vaccination de masse contre la Covid-19
Crédits : Adrien Nowak/ Hans Lucas/ AFP

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  • : directeur de recherche CNRS habilité à diriger des recherches

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Pour citer l’article

Bruno PITARD, « VACCINS À ADN ET ARNm », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 09 août 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/vaccins-a-adn-et-arnm/