Les vaccins peuvent protéger l'ensemble de la société.

  

publié le 11 mars 2021

Des agents pathogènes tels que les virus ont toujours coexisté avec l'Homme. Comment les vaccins permettent-ils de se protéger individuellement et de protéger les autres ? Quels sont les principes sous-jacents ? Dans cette interview, Paul Heuschling, biologiste cellulaire et professeur titulaire au département de Médecine et de Sciences de la vie, explique comment les vaccins sont développés, comment ils nous protègent en nous immunisant et comment fonctionne la nouvelle technologie de vaccination par ARNm.

 

À ce jour, plusieurs vaccins contre le SARS-CoV-2 ont été mis sur le marché. Comment pouvons-nous être sûrs qu'ils fonctionnent ?

Les stratégies utilisées pour concevoir un vaccin visent à obtenir le meilleur résultat possible au niveau immunitaire. Cela signifie que, dès le début du développement, les chercheurs vérifient la réponse immunitaire de l'organisme et rejettent tout vaccin qui n'est pas suffisamment efficace. Le fait qu'un vaccin déclenche de manière fiable une réponse immunitaire est donc l'une des conditions préalables à la poursuite de son développement. De plus, comme les vaccins utilisent en général des structures protéiques virales ou bien des particules virales affaiblies ou mortes, on peut s'attendre à ce que la réponse immunitaire provoquée soit très similaire à celle générée par l'agent pathogène lui-même.

En termes quantitatifs, pour exprimer le fait qu’un vaccin fonctionne plus ou moins, on parle de son efficacité. Celle-ci est déterminée pendant les études cliniques. L'efficacité de plus de 90 % rapportée pour la plupart des vaccins contre le SARS-CoV-2 montre qu'ils parviennent effectivement à provoquer une réponse immunitaire spécifique à ce virus.

Qu’est-ce qui provoque cette réponse immunitaire dans l'organisme ?

Notre organisme déclenche une réponse immunitaire lorsqu’il reconnaît un élément du virus, dans la plupart des cas il s'agit d’une protéine, et l’identifie comme un corps étranger. Les protéines font partie des composants de base des organismes vivants et peuvent avoir des formes et des fonctions différentes. Notre corps est, dans une large mesure, constitué de diverses protéines. Chaque organisme, y compris les virus, possède des protéines spécifiques avec des structures typiques qui les différencient des autres. C'est pourquoi notre système immunitaire est capable de reconnaître une protéine virale, également appelée antigène, comme étant étrangère : cette protéine n'a pas une forme ou une composition connue ou caractéristique de notre propre corps.

Est-ce également le principe utilisé pour le développement des vaccins ?

En général, oui. La manière traditionnelle de créer un vaccin consiste à cultiver le virus en laboratoire, à le récolter et à inactiver la fonction qui lui permet d'infecter des cellules, via un traitement chimique par exemple. Ce qui reste, ce sont des particules de virus, incluant des protéines virales, qui ne sont plus nocives pour l'organisme mais qui peuvent toujours déclencher une réponse immunitaire lors de l'injection. Cette réponse va préparer le système immunitaire à lutter contre l'agent pathogène en question. Elle va induire la production d'anticorps spécifiques, capables de neutraliser les antigènes, et va déclencher diverses réactions impliquant les cellules immunitaires. Si, à l'avenir, l’organisme entre en contact avec le vrai virus, le système immunitaire est déjà prêt et peut immédiatement déclencher la réponse immunitaire nécessaire pour combattre le virus.

L’inconvénient de cette approche est que le processus de production est assez long et ne permet qu’un faible débit. Il n'est pas facile de cultiver un virus en laboratoire. Il faut un certain temps, d’abord pour que la culture se développe, puis pour traiter le virus en vue de son inactivation. C’est donc un vrai défi de produire de grandes quantités de vaccins : c’est à la fois coûteux et chronophage.

Quelles sont les autres approches qui permettent de développer un vaccin ?

Au lieu d'injecter des particules virales inactivées, il est possible de produire une partie d'une protéine virale directement à l'intérieur des cellules humaines, en y introduisant le plan de fabrication de cet antigène particulier. Cette approche est couramment utilisée pour les vaccins contre la tuberculose par exemple. Une partie de l'information génétique de l'agent pathogène est placée dans un vecteur, généralement un adénovirus : on parle de vecteur viral. Cet adénovirus, qui provoque normalement une forme de rhume chez certains primates, est modifié de manière à ce qu'il ne puisse plus causer de maladie. Par conséquent, il va seulement infecter certaines cellules de notre corps situées dans une zone définie et y délivrer le matériel génétique de l’agent pathogène. L'antigène souhaité est alors produit par ces cellules et va déclencher la réponse immunitaire. L'avantage de cette méthode est que l'adénovirus contenant le plan de fabrication de l'antigène peut facilement être produit en laboratoire. De plus, cet adénovirus ne peut lui-même pas provoquer d'infection. Parmi les vaccins contre le SARS-CoV-2, le vaccin mis au point par AstraZeneca et le russe Gam-COVID-Vac, également connu sous le nom de Spoutnik V, utilisent cette approche.

Depuis plusieurs années, une nouvelle technologie a été développée qui permet de se passer de vecteur viral. Au lieu d'introduire le plan de fabrication d’un antigène via un adénovirus, il est directement introduit sous forme d'ARNm au sein de petites gouttelettes de lipides. Cet ARNm est une molécule ayant une courte durée de vie qui contient de l’information génétique mais qui diffère de notre ADN au niveau chimique. Comme dans le cas des vaccins à vecteur viral, ce matériel génétique peut pénétrer dans nos cellules et servir de plan de fabrication pour produire l'antigène viral. Une fois son rôle rempli, l’ARNm est détruit par nos cellules. Cette nouvelle technologie est utilisée dans les deux vaccins de Pfizer/BioNTech et de Moderna. Par rapport aux autres approches, elle permet de produire des vaccins en plus grandes quantités. Il est important de souligner que la technologie à ARNm est développée depuis une dizaine d'années. Le fait que le premier vaccin à ARNm approuvé vise le SARS-CoV-2 est donc un hasard dû aux circonstances actuelles. Il est très probable que d'autres traitements à base d'ARNm seront bientôt disponibles et permettront des progrès en médecine.

Est-ce dangereux d'injecter du matériel génétique dans une cellule ?

Tout d'abord, nous devons nous rappeler que c'est exactement ce qui se passe lors d'une infection virale, y compris le rhume : le virus introduit son matériel génétique dans nos cellules et utilise la machinerie cellulaire pour générer des copies complètes et donc infectieuses de lui-même. La nouvelle technologie à ARNm, tout comme les vaccins à base d'adénovirus connus depuis longtemps, utilisent le même principe tout en induisant uniquement la production d'un antigène non infectieux à l'intérieur des cellules. C’est la différence la plus importante : seul un petit morceau inoffensif du virus, une partie donnée d'une protéine, est produit et par conséquent aucune infection ne peut se produire ou affecter d'autres cellules.

Deuxièmement, l'ARNm injecté contient une information génétique indiquant qu'une protéine doit être produite, c’est ce que signifie le "m" : ARN messager. L'ARN est fondamentalement différent de l'ADN. Ce dernier réside dans le noyau de nos cellules et n’entre pas en contact avec l’ARNm injecté. Par ailleurs, nos propres cellules fabriquent en permanence des centaines d'ARNm différents pour produire les protéines qui assurent les fonctions vitales de nos cellules. En d'autres termes, comme nos propres cellules produisent constamment des protéines à partir de différents ARNm, il n'y a aucune raison de supposer que cette technologie basée sur l’ARNm présente un quelconque danger. 

Enfin, l'ARN est généralement assez fragile. C'est l'une des raisons pour lesquelles certains de ces vaccins doivent être conservés à des températures très froides, jusqu'à -80°C, pour garantir leur efficacité. Après l'injection, l'ARN est dégradé en quelques heures et n'a donc aucun impact à long terme, mais ce laps de temps est suffisant pour produire l'antigène et déclencher la réponse du système immunitaire.

Comment se fait-il qu'un vaccin contre un virus jusqu'alors inconnu ait été développé si rapidement ?

Tout d'abord, le SARS-CoV-2 n'est pas le premier coronavirus que nous rencontrons. Nous avons beaucoup appris des épidémies précédentes impliquant les virus SARS-1 et MERS, sans oublier les nombreux autres types de coronavirus qui provoquent chaque année des infections bégnines comme le rhume. Nous connaissions donc déjà les éléments de base de ce type de virus et les meilleurs leviers à utiliser pour mettre au point un vaccin. De plus, plusieurs équipes de recherche dans le monde se sont concentrées sur les coronavirus au cours des dernières années et ont partagé leurs connaissances avec les autres pendant la pandémie.

La disponibilité des ressources et des financements est souvent un facteur limitant pour le développement scientifique. Les gouvernements et toutes les parties prenantes ayant rapidement pris conscience de la menace que représente ce virus, ils ont dans ce cas-ci conjugué leurs efforts afin d’apporter le soutien financier nécessaire. Comme malheureusement de nombreuses personnes ont été rapidement infectées par le virus, il a aussi été facile de trouver des volontaires pour les études cliniques. Par ailleurs, tous les tests et protocoles permettant d'évaluer et de déterminer la sécurité des vaccins ont été maintenus. Des échanges rapides et efficaces avec les autorités sanitaires et pharmaceutiques ont contribué à accélérer le processus mais aucun test n'a été omis. Cela signifie que les vaccins contre le SARS-CoV-2 devraient être aussi sûrs que n’importe quel autre vaccin sur le marché.

Que se passerait-il si aucun vaccin n’était disponible ?

Cela ressemblerait en quelque sorte au processus naturel : si un virus se propage librement au sein d'une population, certains individus finissent par être immunisés après avoir été infectés, alors que l’infection sera plus grave, voire mortelle, pour d'autres. Ce processus se poursuit jusqu'à ce qu'un certain pourcentage de la population soit immunisé. On estime en général que le tournant se situe à environ 70 %. À ce moment-là, le virus ne peut statistiquement pas être transmis à un nombre suffisant d'individus et l'infection finit par décliner. Cependant, tant qu’un tel niveau d'immunité collective n’est pas atteint, une partie importante de notre population est perdue, en particulier parmi les personnes âgées.

Grâce à la vaccination, nous avons maintenant la possibilité d'augmenter activement l'immunité collective afin d’arriver plus rapidement à ce tournant – sans avoir à être infectés par le vrai virus. Et en termes quantitatifs, le nombre de complications possibles, telles que des réactions allergiques, n'est tout simplement pas comparable aux dégâts causés par le virus. Il est difficile de donner des chiffres exacts, mais les dommages causés par le virus sans vaccination sont bien plus élevés que tout dommage potentiel causé par la vaccination.

Je ne peux donc qu'encourager tout le monde à se faire vacciner et à participer à cet effort sociétal pour maîtriser le virus.

 

Rencontre avec Paul Heuschling, professeur titulaire en biologie cellulaire au Département des Sciences de la vie et médecine de l'Université du Luxembourg

Paul Heuschling est professeur titulaire en biologie cellulaire au Département des Sciences de la vie et médecine de l'Université du Luxembourg. Ses recherches se concentrent sur l'inflammation du système nerveux central et sur les cellules gliales.

Pour en savoir plus sur Paul Heuschling.

 

 

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