L’ARN messager, la technologie innovante derrière les vaccins de Pfizer et Moderna contre le Covid-19

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La pandémie de Covid-19 sera peut-être le premier test concluant pour les vaccins basés sur l’ARN messager, une technologie thérapeutique qui suscite beaucoup d’espoir depuis des décennies. Explications.

Pour l’un, c’est 94,5 % d’efficacité ; pour l’autre, c’est 90 %. Aux yeux du grand public, seuls ces deux chiffres comptent tant ils sont porteurs d’espoir dans la lutte contre le Covid-19. Mais pour la recherche médicale, les très prometteurs candidats-vaccins de la société américaine Moderna et de BioNTech, la start-up allemande associée au géant américain Pfizer, représentent aussi une percée majeure pour une technologie jugée prometteuse depuis longtemps mais qui n’a encore jamais prouvé son efficacité chez les humains.

La pire crise sanitaire depuis plus d’un siècle pourrait devenir le baptême du feu des thérapies à base d’ARN messager (ARNm) synthétique. C’est cette technique, en développement depuis les années 1970 sous l'impulsion de la chercheuse d'origine hongroise Katalin Karikó, qui a été utilisée par Moderna et BioNTech/Pfizer pour mettre au point leurs réponses au Covid-19.

C’est le message qui compte

Cette technique est très différente de celle utilisée pour les vaccins traditionnels, comme ceux contre la grippe par exemple. D’habitude, on injecte des bouts du virus inactivé ou une de ses protéines afin de déclencher une réaction du système immunitaire qui va se défendre en fabriquant des anticorps, protégeant ainsi la personne contre la maladie.

Mais avec les vaccins de Moderna et BioNTech/Pfizer, "on n’injecte pas une protéine du Sars-CoV-2, mais un message qui va diriger la synthèse d’une de ses protéines dans le corps", explique Bertrand Séraphin, directeur de recherche à l’Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (IGBMC) du CNRS, contacté par France 24. L’ARN messager est en effet un vecteur qui transporte des informations jusqu’aux cellules afin de leur dire quelle protéine fabriquer. Dans le corps, "chaque gène va faire un ARN messager différent pour une protéine spécifique. C’est le dogme central de la biologie moléculaire", résume ce spécialiste.

Les chercheurs de Moderna et BioNTech ont reproduit ce schéma en laboratoire à partir du génome du Sars-CoV-2. Ils y ont identifié une protéine du virus qui les intéressait, ont fabriqué un ARN messager doté des informations nécessaires, l’ont compacté dans une molécule qui ira transmettre ses ordres aux cellules après l’administration du vaccin. Avec cette technique, c’est le corps lui-même qui, au final, fabrique le petit bout de virus contre lequel il va ensuite développer des anticorps.

Si l’un des deux vaccins confirme son efficacité pour protéger la population contre le Covid-19, ce pourrait être le début d’une révolution thérapeutique qui va bien au-delà de cette pandémie. Jusqu’à présent, développer un vaccin contre un nouveau virus était un processus fastidieux et long qui nécessitait de recréer en laboratoire une protéine du virus ou un virus inactivé, "ce qui est compliqué car chaque cas est différent", souligne Bertrand Séraphin.

La technique de l’ARNm synthétique promet de réduire considérablement les délais. "Une fois qu’on a la boîte à outils pour en fabriquer un, on peut le reproduire à l’infini, c’est plus simple et plus rapide", note le chercheur de l’IGBMC. La seule chose qui change d’un vaccin à l’autre, c’est le message transporté par cet ARN. C’est ainsi que Moderna a pu mettre au point en seulement 42 jours – un temps record – un premier candidat-vaccin pouvant être testé en laboratoire.

Pas limité au Covid-19

Les thérapies à base d’ARN messager ne se limitent pas non plus à la lutte contre les virus comme le Covid-19. Elles peuvent se révéler utiles "dès lors qu’il faut produire des anticorps pour lutter contre des cellules malades", explique Bertrand Séraphin. Elles semblent ainsi particulièrement bien adaptées pour lutter contre certaines formes de cancer. "Une cellule cancéreuse est généralement différente des autres avec des protéines différentes à sa surface. On peut imaginer des vaccins à base d’ARNm qui stimulent la réponse immunitaire contre ces protéines spécifiques afin de détruire plus efficacement les cellules cancéreuses", explique le scientifique français.

Moderna et BioNTech travaillent déjà là-dessus. Le laboratoire allemand développe plusieurs traitements pour lutter contre les cancers de la peau, du sein et du pancréas, tandis que son concurrent américain a procédé, en novembre, à un premier essai clinique pour évaluer l’efficacité d’un vaccin qui s’attaque aux tumeurs au niveau du larynx ou de la bouche.

Cette approche pourrait aussi permettre de réparer des tissus cellulaires endommagés après des problèmes cardiaques, ont noté des chercheurs américains dans une étude publiée en août par l'Institut national américain pour l'information biologique moléculaire. L’idée serait d’injecter des ARN messagers, qui iraient ordonner aux cellules de travailler à la réparation des tissus endommagés.

Ce vaste champ des possibles a suscité l’intérêt des grands laboratoires pharmaceutiques et d’investisseurs. En 2012, le géant britannique AstraZeneca avait accepté de payer 240 millions de dollars à Moderna pour obtenir les droits sur une dizaine de traitements à base d’ARN messager… qui n’existent pas encore.

Lorsque BioNTech a fait son entrée en Bourse, en octobre 2019, la start-up a levé plus de 150 millions de dollars, là encore sur la simple promesse de mettre au point un jour des thérapies capables de contrer rapidement des maladies émergentes.

Mais cette technologie a aussi ses limites. On ne sait pas encore combien de temps un vaccin à base d'ARN messager protège contre la maladie, car l'ARN se dégrade beaucoup plus vite dans le corps qu'une protéine du virus qui serait injectée dans le cadre d'une vaccination traditionnelle, souligne le Wall Street Journal. C'est aussi un matériel génétique très fragile et il faut le conserver à des températures très basses pour le stabiliser. De ce fait, l'utilisation d'un traitement fondé sur l'ARN messager nécessite d'avoir recours à des précautions particulières qui peuvent le rendre plus cher que la concurrence. Pas sûr, dans ces conditions, que ce soit le mieux adapté pour répondre à une pandémie où il faut pouvoir fournir des vaccins partout dans le monde, y compris dans des pays qui n'ont pas forcément les moyens de s'offrir un tel remède.