Les vaccins à base d'acide nucléique utilisent l'ARNm pour donner aux cellules des instructions sur la façon de produire une protéine souhaitée. Libre de Droit/iStock via Getty Images
Les deux vaccins contre le coronavirus les plus efficaces développés aux États-Unis – les vaccins Pfizer et Moderna – sont tous deux des vaccins à ARNm. L'idée d'utiliser du matériel génétique pour produire une réponse immunitaire a ouvert un monde de recherche et d'utilisations médicales potentielles bien hors de portée des vaccins traditionnels. Deborah Fuller est microbiologiste à l'Université de Washington qui étudie les vaccins génétiques depuis plus de 20 ans. Nous lui avons parlé de la avenir des vaccins à ARNm pour le podcast The Conversation Weekly. Vous trouverez ci-dessous des extraits de cette conversation qui ont été modifiés pour plus de longueur et de clarté.
Depuis combien de temps les vaccins basés sur les gènes sont-ils en développement ?
Ce type de vaccin est en préparation depuis environ 30 ans. Les vaccins à base d'acide nucléique sont basés sur l'idée que l'ADN produit de l'ARN, puis que l'ARN produit des protéines. Pour une protéine donnée, une fois que nous connaissons la séquence ou le code génétique, nous pouvons concevoir une molécule d'ARNm ou d'ADN qui incite les cellules d'une personne à commencer à la fabriquer.
Lorsque nous avons pensé pour la première fois à cette idée de mettre un code génétique dans les cellules de quelqu'un, nous étudiions à la fois l'ADN et l'ARN. Les vaccins à ARNm n'ont pas très bien fonctionné au début. Ils étaient instables et ils ont provoqué des réponses immunitaires assez fortes qui ont été pas forcément souhaitable. Pendant très longtemps, les vaccins à ADN ont occupé le devant de la scène, et le très les premiers essais cliniques portaient sur un vaccin à ADN.
Mais il y a environ sept ou huit ans, les vaccins à ARNm ont commencé à prendre les devants. Les chercheurs ont résolu de nombreux problèmes, notamment le instabilité – et découvert nouvelles technologies pour délivrer l'ARNm dans les cellules et les moyens de modifier la séquence codante pour rendre les vaccins beaucoup plus sûrs à utiliser chez les humains.
Une fois ces problèmes résolus, la technologie était vraiment sur le point de devenir un outil révolutionnaire pour la médecine. C'était juste au moment où COVID-19 a frappé.
Qu'est-ce qui différencie les vaccins à base d'acide nucléique des vaccins traditionnels ?
La plupart des vaccins induisent des réponses anticorps. Les anticorps sont le principal mécanisme immunitaire qui bloque les infections. Lorsque nous avons commencé à étudier les vaccins à base d'acides nucléiques, nous avons découvert que ces vaccins étant exprimés dans nos cellules, ils étaient également très efficace pour induire une réponse des lymphocytes T. Cette découverte a vraiment suscité une réflexion supplémentaire sur la façon dont les chercheurs pourraient utiliser les vaccins à base d'acides nucléiques non seulement pour les maladies infectieuses, mais aussi pour l'immunothérapie afin de traiter les cancers et les maladies infectieuses chroniques - comme le VIH, l'hépatite B et l'herpès - ainsi que les maladies auto-immunes et même pour la thérapie génique. .
Comment un vaccin peut-il traiter des cancers ou des maladies infectieuses chroniques ?
Les réponses des lymphocytes T sont très importantes pour identifier les cellules infectées par des maladies chroniques et les cellules cancéreuses aberrantes. Ils jouent également un rôle important dans l'élimination de ces cellules du corps.
Lorsqu'une cellule devient cancéreuse, elle commence à produire des néoantigènes. Dans des cas normaux, le système immunitaire détecte ces néo-antigènes, reconnaît que quelque chose ne va pas avec la cellule et l'élimine. La raison pour laquelle certaines personnes développent des tumeurs est que leur système immunitaire n'est pas tout à fait capable d'éliminer les cellules tumorales, de sorte que les cellules se propagent.
Avec un vaccin à ARNm ou à ADN, l'objectif est de rendre votre corps plus apte à reconnaître les néo-antigènes très spécifiques que la cellule cancéreuse a produits. Si votre système immunitaire peut mieux les reconnaître et les voir, il attaquer les cellules cancéreuses et les éliminer du corps.
Cette même stratégie peut être appliquée aux élimination des infections chroniques comme le VIH, l'hépatite B et l'herpès. Ces virus infectent le corps humain et restent dans le corps pour toujours à moins que le système immunitaire ne les élimine. De la même manière que les vaccins à base d'acide nucléique peuvent entraîner le système immunitaire à éliminer les cellules cancéreuses, ils peuvent être utilisés pour entraîner nos cellules immunitaires à reconnaître et à éliminer les cellules infectées de manière chronique.
Quel est le statut de ces vaccins ?
Certains des tout premiers essais cliniques de vaccins à base d'acide nucléique ont eu lieu dans les années 1990 et étaient pour le cancer, en particulier pour mélanome.
Aujourd'hui, il existe une nombre d'essais cliniques d'ARNm en cours pour le traitement du mélanome, du cancer de la prostate, du cancer de l'ovaire, du cancer du sein, de la leucémie, du glioblastome et autres, et il y a eu des résultats prometteurs. Moderna a récemment annoncé des résultats prometteurs avec son essai de phase 1 utilisant l'ARNm pour traiter les tumeurs solides et les lymphomes
De nombreux essais sont également en cours sur les vaccins anticancéreux à ADN, car les vaccins à ADN sont particulièrement efficace pour induire des réponses des lymphocytes T. Une société appelée Inovio a récemment démontré un impact significatif sur le cancer du col de l'utérus causé par le virus du papillome humain chez les femmes à l'aide d'un vaccin à ADN.
Les vaccins à base d'acide nucléique peuvent-ils traiter les maladies auto-immunes ?
Les maladies auto-immunes surviennent lorsque les cellules immunitaires d'une personne attaquent en fait une partie de son propre corps. Un exemple de ceci est la sclérose en plaques. Si vous souffrez de sclérose en plaques, votre ses propres cellules immunitaires attaquent la myéline, une protéine qui recouvre les cellules nerveuses de vos muscles.
La façon d'éliminer une maladie auto-immune est de moduler vos cellules immunitaires pour les empêcher d'attaquer vos propres protéines. Contrairement aux vaccins, dont le but est de stimuler le système immunitaire pour mieux reconnaître quelque chose, le traitement des maladies auto-immunes cherche à affaiblir le système immunitaire afin qu'il cesse d'attaquer quelque chose qu'il ne devrait pas. Récemment, des chercheurs ont créé un vaccin à ARNm codant pour une protéine de la myéline avec des instructions génétiques légèrement modifiées pour l'empêcher de stimuler les réponses immunitaires. Au lieu d'activer les cellules T normales qui augmentent les réponses immunitaires, le vaccin a amené le corps à produire des cellules T régulatrices qui supprimait spécifiquement uniquement les lymphocytes T qui attaquaient la myéline.
De nombreuses maladies surviennent lorsque les gens ont des mutations ou manquent de certains gènes, et les vaccins à base d'acide nucléique pourraient remplacer temporairement les gènes manquants. ttsz/iStock via Getty Images
D'autres applications de la nouvelle technologie vaccinale ?
La dernière application est en fait l'une des toutes premières choses auxquelles les chercheurs ont pensé à utiliser les vaccins à ADN et à ARNm pour : la thérapie génique. Certaines personnes naissent sans certains gènes. L'objectif de la thérapie génique est de fournir aux cellules les instructions manquantes dont elles ont besoin pour produire une protéine importante.
Un bon exemple en est la fibrose kystique, une maladie génétique causée par des mutations dans un seul gène. À l'aide d'ADN ou d'un vaccin à ARNm, les chercheurs étudient la possibilité de remplacer essentiellement le gène manquant et de permettre au corps de quelqu'un de produire transitoirement la protéine manquante. Une fois la protéine présente, les symptômes pourraient disparaître, au moins temporairement. L'ARNm ne persisterait pas très longtemps dans le corps humain, ne s'intégrerait pas non plus dans les génomes des personnes ou ne modifierait le génome de quelque manière que ce soit. Des doses supplémentaires seraient donc nécessaires à mesure que l'effet se dissiperait.
La recherche a montré que ce concept est faisable, mais il a encore besoin de quelques travaux.
A propos de l'auteur
Déborah Fuller, professeur de microbiologie, faculté de médecine, Université de Washington
Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.
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