Le laboratoire pharmaceutique américain Pfizer a annoncé, dans un communiqué le 9 novembre, que son vaccin expérimental a eu une efficacité de 90 % pour prévenir la COVID-19 selon des résultats préliminaires d'un essai de phase 3.

Il s’agit d’un vaccin d'une nouvelle famille, celles des vaccins à acide nucléique, dont l’utilisation n’a encore jamais été approuvée pour les humains.

D'autres vaccins de cette famille en cours de développement pour prévenir la COVID-19 sont le mRNA-1273 de Moderna et le CVnCoV de CureVac.

Sur le site The Conversation, Bruno Pitard de l'Université de Nantes (Inserm, CNRS) explique le mode d'action de ces vaccins.

Les vaccins classiques

Les vaccins classiques consistent « à injecter dans l’organisme de faibles doses d’un agent pathogène (virus ou bactérie) ou des fragments d’agent pathogène, pour exposer le système immunitaire et le préparer à contrer les attaques futures. »

« Tous les vaccins actuels reposent sur ce principe, qu’il s’agisse :

  • de vaccins atténués (contenant un agent pathogène vivant dont la virulence a été a amoindrie),
  • de vaccins inactivés (à base d’agents pathogènes entiers tués),
  • de vaccins “sous-unitaires” (basés sur l’emploi de fragments d’agents pathogènes purifiés),
  • ou de vaccins issus du génie génétique (le fragment d’agent infectieux utilisé est produit par des cellules cultivées en laboratoire, et non plus à partir de microbes purifiés). »

Les vaccins à acides nucléiques

Dans le cas des vaccins à acides nucléiques, c'est-à-dire à ADN ou ARN, « le principe est fondamentalement différents : il s’agit de faire produire les fragments d’agents infectieux capables de stimuler la réponse immunitaire directement par les cellules du patient ».

L'ARN est chimiquement proche de l’ADN, mais moins stable. L’ARN est un intermédiaire indispensable à la production de protéines.

« Schématiquement : la fabrication d’une protéine débute dans le noyau de la cellule, où se trouve l’ADN. Dans un premier temps, la portion de la molécule d’ADN correspondant à la protéine à produire est copiée sous forme d’ARN. Cette molécule d’ARN quitte ensuite le noyau : elle passe dans le cytoplasme de la cellule, où elle sera utilisée comme un “guide de montage” de la protéine. »

Dans le cas des vaccins à ADN ou à ARN, l’idée est d’injecter au patient des molécules d’ADN ou d’ARN correspondant à des protéines de l’agent pathogène contre lequel on souhaite l’immuniser. Ces protéines sont choisies en fonction de leur capacité à provoquer une réponse immunitaire, ou « immunogénicité ».

Le candidat-vaccin de Pfizer et BioNtech emploie un ARN messager codant pour la protéine Spike du coronavirus SARS-CoV-2, la « clé » qui lui sert à entrer dans les cellules qu’il infecte.

L’un des défis principaux consiste à réussir à amener les molécules d’ARN au bon endroit dans la cellule. Il faut pour cela franchir la membranes des cellules, dont l’un des rôles est précisément de servir de barrière aux envahisseurs, et éviter la dégradation par les enzymes cellulaires.

Plusieurs solutions sont possibles. Celle adoptée par Pfizer et BioNtech a été de fabriquer une enveloppe artificielle, constituée de particules nanolipidiques pour transporter l’ARN vaccinal.

Les vaccins à nucléotides sont plus faciles à fabriquer que les vaccins classiques, « grâce à une méthode de production standardisée, peu coûteuse, extrêmement bien définis d’un point de vue moléculaire ».

Les vaccins contenant de l’ADN sous forme de double hélice (une hélice constituée de deux brins) peuvent être stables à température ambiante.

Il n’en va pas de même pour les vaccins basés sur des ARN messagers : leur structure, constituée d’un seul brin, est sensible aux enzymes qui découpent l’ARN (appelées « RNAses »). C’est la raison pour laquelle ces vaccins sont conservés à -70 °C, pour éviter toute dégradation enzymatique. Ce qui représente un défi logistique pour leur distribution.

Une première chez l'humain

Avant la survenue de la pandémie de Covid-19, quatre vaccins à ADN avaient déjà reçu les autorisations pour leur utilisation chez l’animal.

Mais ces résultats prometteurs obtenus chez l’animal n’avaient pas encore été reproduits chez l’être humain : l’immunogénicité de ces vaccins restait insuffisante.

« Les résultats annoncés par Pfizer, s’ils se confirment, pourraient changer la donne, et accélérer les recherches sur les vaccins à acides nucléiques. »

Plus d'informations sur The Conversation : Comment fonctionne le vaccin à ARN de Pfizer ?

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