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Santé

Vaccins contre la COVID-19 : quelles sont les stratégies à l’étude?

27-04-2020

Pixabay

Cet article n’est pas récent et les connaissances scientifiques sur la COVID-19 évoluent continuellement. Nous vous invitons à consulter nos derniers articles.

Le monde de la recherche est en ébullition : plusieurs types de vaccins contre le SARS-CoV-2 sont déjà à l’étude, même s’il faudra du temps avant qu’ils soient disponibles.

Environ 80 vaccins sont en cours de développement et une poignée d’entre eux ont commencé à être testés sur des volontaires (essais cliniques de phase I).

Ils ont tous le même objectif, qui est le fondement de la vaccination : présenter à l’organisme un « leurre » ressemblant au coronavirus, pour générer des cellules immunitaires et des anticorps « mémoires » prêts à agir contre le vrai pathogène.

Pour stimuler la réponse immunitaire, le type de « leurre » utilisé varie. Les chercheurs ne partent pas tout à fait de zéro : ils se fondent sur des approches qui avaient été partiellement étudiées contre les coronavirus du SRAS et du MERS.

Différents types de vaccins sont à l’étude (à droite). Toutes les approches se fondent sur la protéine S, présente à la surface du SARS-CoV-2. C’est la cible contre laquelle on souhaite lever une « armée » immunitaire. Image adaptée de ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7136867/

Histoire d’y voir plus clair et de mieux comprendre les recherches en cours, voici un bref récapitulatif des principaux types de vaccin envisagés pour juguler la pandémie.

Vaccins vivants atténués

L’idée est simple (et ancienne) : on utilise le microbe entier mais on atténue sa virulence. Cette version affaiblie peut provoquer une réponse immunitaire sans déclencher la maladie.

C’est la technique derrière les vaccins contre la tuberculose (BCG), la fièvre jaune, la varicelle ou encore contre la combinaison rougeole-oreillons-rubéole (ROR).

« C’est un peu l’âge de pierre des vaccins », fait savoir Gary Kobinger, directeur du Centre de recherche en infectiologie de l’Université Laval. Les premiers vaccins obtenus historiquement font en effet partie de cette catégorie.

Bien qu’ils génèrent une réponse immunitaire très efficace (et durable) ils sont plus susceptibles de provoquer des effets indésirables. Dans certains cas, surtout chez les personnes immunodéprimées, ils peuvent s’accompagner d’un risque d’infection.

Contre le coronavirus, on craint également le risque de facilitation de l’infection par les anticorps. Ce phénomène, qui aggrave le risque d’infection plutôt que de prévenir, est plus fréquent avec ce type de vaccin. Cette complication a d’ailleurs été déplorée avec des candidats-vaccins contre le SRAS et le MERS.

En revanche, ces vaccins sont assez faciles à produire à grande échelle.

Qui développe ce type de vaccin?
Un candidat est développé par la biotech Codagenix et le Serum Institute en Inde.

Vaccins inactivés

Il s’agit de vaccins contenant l’agent pathogène cible, mais tué par la chaleur ou des traitements chimiques. Les vaccins contre la poliomyélite, la rage, l’hépatite A reposent sur ce principe.

Les vaccins contre la grippe peuvent aussi entrer dans cette catégorie : ils sont produits en cultivant les souches virales dans des œufs de poule. On injecte ensuite les virions fragmentés.

Ces vaccins ne présentent aucun risque infectieux mais génèrent une forte réponse immunitaire. Là encore, ils sont associés à un risque d’effets indésirables plus élevé que les vaccins plus modernes, mais ils sont faciles à produire à grande échelle et peu coûteux.

Qui développe ce type de vaccin?
Le principal candidat dans cette catégorie est celui de l’entreprise chinoise Sinovac. Il a été testé sur des macaques rhésus et semble prometteur.

Vaccins sous-unitaires et recombinants

Comme leur nom l’indique, ces vaccins contiennent des fragments d’agents pathogènes (des « sous-unités »). On utilise des fragments « immunogènes », c’est-à-dire des protéines caractéristiques du pathogène et capables d’engendrer une forte réponse immunitaire.

Dans le cas du SARS-CoV-2, les recherches visent à utiliser la protéine S (voir image ci-dessus), qui est la protéine de surface permettant au virus de s’accrocher aux cellules humaines. L’extrémité de cette protéine appelée « RBD » pour receptor binding domain (fragment se fixant au récepteur cellulaire) est aussi utilisée dans certains vaccins à l’étude.

Les protéines vaccinales peuvent être obtenues en fragmentant les microbes (c’est le cas de certains vaccins contre la grippe, et de ceux contre la coqueluche et le pneumocoque).

Mais elles peuvent aussi être produites par génie génétique (on parle alors de vaccins recombinants), en utilisant diverses « usines à protéines », par exemple des levures, des plantes, ou des cellules en culture, comme des cellules d’insectes, dans lesquelles on a introduit le gène cible (comme celui de la protéine S). Les vaccins contre les papillomavirus humains sont des représentants de cette catégorie plus récente.

« Nous produisons l’antigène RBD du coronavirus dans des lignées cellulaires humaines bien connues, qu’on parvient à cultiver à grande échelle», explique Amine Kamen, spécialiste de la purification et de la production de protéines vaccinales à l’Université McGill. Il travaille à un candidat-vaccin contre la COVID-19 avec Denis Leclerc de l’Université Laval.

L’activité stimulatrice de ces vaccins est plus précise ; mais elle est souvent moins intense, et il faut généralement répéter les injections ou ajouter des adjuvants (qui boostent la réaction immunitaire).

Dans certains cas, si l’antigène est de petite taille, on le couple avec une protéine porteuse pour le rendre plus immunogène. On parle alors de vaccin conjugué.

Qui développe ce type de vaccin?
Il y en a beaucoup en développement. Au Québec, Medicago en a conçu un. Parmi les autres compagnies en lice, notons en vrac Sanofi Pasteur, Novavax, GSK, Vaxil Bio, Heat Biologics…

Les vaccins à ARN, à ADN et les vecteurs viraux

Nous voici dans la catégorie de vaccins la plus récente. En ce qui concerne les vaccins à ARN et ADN, aucun d’entre eux n’a encore été approuvé. Mais ils sont plusieurs à être en développement contre le coronavirus, et certains sont même en essai de phase I (Moderna aux États-Unis et CureVac en Allemagne).

Le principe de la vaccination « génétique » est simple : plutôt que de fabriquer la protéine virale ciblée in vitro, on injecte le gène ou l’ARN codant pour cette protéine d’intérêt vaccinal. C’est alors l’organisme de la personne vaccinée qui produit lui-même la protéine.

Les vaccins à ARN et ADN peuvent être produits rapidement car ils ne nécessitent ni culture de cellules ni fermentation.

Pour que l’ARN et l’ADN pénètre dans les cellules, on peut opter pour plusieurs approches, dont l’utilisation de capsules lipidiques.

Qui développe ce type de vaccin?
Vaccins à ADN : Inovio, Takis, Zydus Cadila; vaccins à ARN : Moderna, CureVac, Fudan University, BioNTech/Pfizer…

On peut aussi utiliser des vecteurs viraux, c’est-à-dire des virus atténués et génétiquement manipulés pour exprimer les protéines ciblées. Ces vecteurs vivants ont l’avantage d’être peu coûteux à produire : ils amènent le gène directement dans les cellules de la personne vaccinée. La protéine virale ainsi produite est ensuite « exposée » à la surface des cellules infectées pour que le système immunitaire la repère et induise une réponse que l’on espère protectrice.

« Les premiers essais avec ces vecteurs remontent aux débuts de la thérapie génique, où on utilisait des adénovirus pour délivrer un gène », rappelle Amine Kamen, dont l’équipe vient de mettre au point un vaccin faisant appel à un adénovirus pour protéger les animaux de la rage. D’autres vecteurs, comme le virus de la rougeole ou de la stomatite vésiculaire sont aussi employés par d’autres équipes.

Plusieurs candidats sont en essai clinique, dont celui de CanSino (Ad5-nCoV, qui utilise un adénovirus)  et celui de Sarah Gilbert, de l’Université d’Oxford (ChAdOx1, adénovirus de chimpanzé).

Le vecteur viral peut être réplicatif ou non, c’est-à-dire qu’il peut ou non se multiplier dans les cellules hôtes.

Qui développe ce type de vaccin?
Institut Pasteur, Janssen, Université d’Oxford, Altimmune, CanSino… 

La COVID-19 suscite énormément de questions. Afin de répondre au plus grand nombre, des journalistes scientifiques ont décidé d’unir leurs forces. Les médias membres de la Coopérative nationale de l’information indépendante (Le Soleil, Le Droit, La Tribune, Le Nouvelliste, Le Quotidien et La Voix de l’Est), Québec Science et le Centre Déclic s’associent pour répondre à vos questions. Vous en avez? Écrivez-nous. Ce projet est réalisé grâce à une contribution du Scientifique en chef du Québec et du Facebook Journalism Project.

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