Vaccin à ARNm contre le COVID-19 : un jalon dans la science et un changeur de jeu en médecine

Les protéines virales sont administrées comme antigènes sous forme de vaccin, et le système immunitaire produit des anticorps contre ces antigènes, assurant ainsi une protection contre toute infection future. Fait remarquable, c'est la première fois dans l'histoire de l'humanité que l'ARNm correspondant est administré directement sous forme de vaccin, utilisant la machinerie cellulaire pour l'expression/traduction de l'antigène/protéine. Les cellules de l'organisme deviennent ainsi de véritables usines à produire l'antigène, ce qui confère une immunité active par la production d'anticorps. Ces vaccins à ARNm se sont révélés sûrs et efficaces lors d'essais cliniques chez l'humain. Le vaccin à ARNm contre la COVID-19 , le BNT162b2 (Pfizer/BioNTech), est actuellement administré à la population conformément au protocole. Premier vaccin à ARNm dûment approuvé, il représente une avancée scientifique majeure, ouvrant une nouvelle ère pour la médecine et l'administration de médicaments. Cette technologie pourrait bientôt trouver des applications dans le traitement du cancer , la mise au point de vaccins pour d'autres maladies, et ainsi potentiellement transformer la pratique médicale et l'industrie pharmaceutique dans son ensemble.

Si une protéine est nécessaire à l'intérieur d'une cellule pour traiter une maladie ou pour agir comme un antigène pour le développement d'une immunité active, cette protéine doit être délivrée dans la cellule en toute sécurité sous sa forme intacte. C'est encore une tâche ardue. La protéine pourrait-elle être exprimée directement dans la cellule en injectant l'acide nucléique correspondant (ADN ou ARN), qui utilise ensuite la machinerie cellulaire pour l'expression ? 

En 1990, une équipe de chercheurs a conçu l'idée d'un médicament codé par un acide nucléique et a démontré pour la première fois que l'injection directe d' ARNm dans le muscle de souris entraînait l'expression de la protéine codée dans les cellules musculaires ⁽¹⁾ . Cette découverte a ouvert la voie aux thérapies géniques et aux vaccins génétiquement modifiés. Cette avancée a été considérée comme une technologie de rupture qui servira de référence pour les futures technologies vaccinales ⁽²⁾.

La réflexion a rapidement évolué du transfert d'information « à base de gènes » vers le transfert « à base d'ARNm », car l'ARNm présente plusieurs avantages par rapport à l'ADN : il ne s'intègre pas au génome (évitant ainsi toute intégration génomique néfaste) et ne se réplique pas. Il ne contient que les éléments directement nécessaires à l'expression des protéines. La recombinaison entre ARN simple brin est rare. De plus, il se dégrade en quelques jours au sein des cellules. Ces caractéristiques rendent l'ARNm plus approprié comme molécule porteuse d'information sûre et transitoire, utilisable comme vecteur pour le développement de vaccins géniques ⁽³⁾ . Grâce aux progrès technologiques, notamment en matière de synthèse d'ARNm modifiés, porteurs des codes appropriés pouvant être introduits dans les cellules pour l'expression des protéines, le champ d'application s'est encore élargi, des vaccins aux médicaments thérapeutiques. L'utilisation de l'ARNm a commencé à susciter un intérêt croissant en tant que classe de médicaments, avec des applications potentielles dans des domaines tels que l'immunothérapie du cancer, les vaccins contre les maladies infectieuses, l'induction de cellules souches pluripotentes par l'ARNm, l'administration de nucléases de synthèse assistée par l'ARNm pour l'ingénierie du génome, etc. ⁽⁴⁾.

L'émergence des vaccins et des thérapies à base d'ARNm a été considérablement accélérée par les résultats des essais précliniques. Ces vaccins ont démontré leur capacité à induire une forte réponse immunitaire contre les agents infectieux cibles dans des modèles animaux de virus de la grippe, du virus Zika, du virus de la rage et d'autres encore. Des résultats prometteurs ont également été observés lors d'essais cliniques sur le cancer utilisant l'ARNm ⁽⁵⁾ . Conscientes du potentiel commercial de cette technologie, les entreprises ont investi massivement en recherche et développement dans les vaccins et les médicaments à base d'ARNm. Par exemple, en 2018, Moderna Inc. avait probablement déjà investi plus d'un milliard de dollars, alors qu'aucun produit n'était encore commercialisé avant plusieurs années ⁽⁶⁾ . Malgré les efforts concertés déployés pour utiliser l'ARNm comme modalité thérapeutique dans les vaccins contre les maladies infectieuses, les immunothérapies contre le cancer, le traitement des maladies génétiques et les thérapies de remplacement protéique, l'application de la technologie de l'ARNm reste limitée par son instabilité et sa sensibilité à la dégradation par les nucléases. La modification chimique de l'ARNm a un peu aidé, mais la livraison intracellulaire est toujours restée un obstacle, même si des nanoparticules à base de lipides sont utilisées pour livrer l'ARNm ⁽⁷⁾.

La pandémie mondiale de COVID-19 a donné un véritable coup d'accélérateur aux progrès de la technologie de l'ARNm à des fins thérapeutiques . Le développement d'un vaccin sûr et efficace contre le SARS-CoV-2 est devenu la priorité absolue. Un essai clinique multicentrique à grande échelle a été mené pour évaluer l'innocuité et l'efficacité du vaccin à ARNm contre la COVID-19, le BNT162b2 (Pfizer/BioNTech). Cet essai a débuté le 10 janvier 2020. Après environ onze mois de travaux rigoureux, les données de l'étude clinique ont démontré que la vaccination avec le BNT162b2 permet de prévenir la COVID-19. Ceci a apporté la preuve de concept qu'un vaccin à ARNm peut protéger contre les infections. Le défi sans précédent posé par la pandémie a permis de démontrer qu'un vaccin à ARNm peut être développé rapidement, à condition de disposer de ressources suffisantes ⁽⁸⁾ . Le vaccin à ARNm de Moderna a également reçu une autorisation d'utilisation d'urgence de la FDA le mois dernier.

Les deux vaccins à ARNm contre la COVID-19 , à savoir le BNT162b2 de Pfizer/BioNTech et le mRNA-1273 de Moderna, sont maintenant utilisés pour vacciner les personnes conformément aux protocoles nationaux d’administration des vaccins ⁽⁹⁾.

Le succès des deux vaccins à ARNm contre la COVID-19 (BNT162b2 de Pfizer/BioNTech et mRNA-1273 de Moderna) lors des essais cliniques et leur autorisation de mise sur le marché constituent une étape majeure pour la science et la médecine. Il s'agit de la validation d'une technologie médicale à fort potentiel, jusqu'alors non éprouvée, que la communauté scientifique et l'industrie pharmaceutique poursuivent depuis près de trente ans ⁽¹⁰⁾.

Le nouvel enthousiasme qui suit ce succès ne manquera pas de rassembler des énergies après la pandémie et les thérapies à base d'ARNm se révéleraient en outre être une technologie perturbatrice ouvrant la voie à une nouvelle ère de la médecine et de la science de l'administration de médicaments.   

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DOI : https://doi.org/10.29198/scieu/2012291

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Références  

1. Wolff, JA et al., 1990. Transfert direct de gènes dans le muscle de souris in vivo. Science 247, 1465-1468 (1990). EST CE QUE JE: https://doi.org/10.1126/science.1690918  

2. Kaslow DC. Une technologie de rupture potentielle dans le développement de vaccins : les vaccins à base de gènes et leur application aux maladies infectieuses. Trans R Soc Trop Med Hyg 2004; 98:593 – 601 ; http://dx.doi.org/10.1016/j.trstmh.2004.03.007  

3. Schlake, T., Thess A., et al., 2012. Développement de technologies de vaccins à ARNm. Biologie de l'ARN. 2012er novembre 1 ; 9(11) : 1319 1330. DOI : https://doi.org/10.4161/rna.22269  

4. Sahin, U., Karikó, K. & Türeci, . Thérapeutique à base d'ARNm - développement d'une nouvelle classe de médicaments. Nature Review Drug Discovery 13, 759-780 (2014). EST CE QUE JE: https://doi.org/10.1038/nrd4278 

5. Pardi, N., Hogan, M., Porter, F. et al., 2018. Vaccins à ARNm — une nouvelle ère en vaccinologie. Nature Review Drug Discovery 17, 261-279 (2018). EST CE QUE JE: https://doi.org/10.1038/nrd.2017.243 

6. Cross R., 2018. L'ARNm peut-il perturber l'industrie pharmaceutique ? Publié le 3 septembre 2018. Chemical & Engineering News Volume 96, Issue 35 Disponible en ligne sur https://cen.acs.org/business/start-ups/mRNA-disrupt-drug-industry/96/i35 Consulté le 27 décembre 2020.  

7. Wadhwa A., Aljabbari A., et al., 2020. Opportunités et défis dans la livraison de vaccins à base d'ARNm. Publication : 28 janvier 2020. Pharmaceutique 2020, 12(2), 102 ; EST CE QUE JE: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12020102     

8. Polack F., Thomas S., et al., 2020. Sécurité et efficacité du vaccin à ARNm BNT162b2 Covid-19. Le Journal de médecine de la Nouvelle-Angleterre. Publié le 10 décembre 2020. DOI : https://doi.org/10.1056/NEJMoa2034577  

9. Public Health England, 2020. Orientation – Protocole national pour le vaccin à ARNm COVID-19 BNT162b2 (Pfizer/BioNTech). Publié le 18 décembre 2020. Dernière mise à jour le 22 décembre 2020. Disponible en ligne sur https://www.gov.uk/government/publications/national-protocol-for-covid-19-mrna-vaccine-bnt162b2-pfizerbiontech Consulté le 28 décembre 2020.   

10. Servick K., 2020. Prochain défi de l'ARNm : fonctionnera-t-il comme un médicament ? Science. Publié le 18 décembre 2020 : Vol. 370, numéro 6523, pages 1388-1389. EST CE QUE JE: https://doi.org/10.1126/science.370.6523.1388 Disponible en ligne sur https://science.sciencemag.org/content/370/6523/1388/tab-article-info  

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