Le 11 janvier 2020, les autorités chinoises ont partagé la séquence génétique du SARS-CoV-2. Depuis lors, laboratoires publics et privés, entreprises et institutions gouvernementales se sont lancés dans une course effrénée au vaccin. Aucun n’étant pour le moment disponible, les innovations se succèdent dans un effort sanitaire auquel beaucoup veulent participer. Après plusieurs mois de recherche, certains concurrents semblent avoir pris une longueur d’avance. Une entreprise vient de lancer la phase I du second essai clinique pour un vaccin contre le SARS-CoV-2, suivie de près par d’autres candidats dont le potentiel n’est pas à minimiser. La firme chinoise CanSin Bio a été la première à lancer un essai clinique plus tôt en mars.
1) Un premier candidat vaccin en essai clinique de phase I
Le 16 mars, la compagnie Moderna, Inc., une société de biotechnologie basée à Cambridge, dans le Massachusetts, a annoncé le lancement de la phase I de l’essai clinique d’un potentiel vaccin contre le Covid-19. L’équipe de Moderna est la première à avoir atteint cette phase de la course au vaccin, alors que plus d’une trentaine de laboratoires et d’entreprises ont également entamé la mise au point de produits de vaccination. Le vaccin, appelé ARNm-1273, a été développé en collaboration avec les scientifiques du National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID). La Coalition pour les innovations en matière de préparation aux épidémies (CEPI) a soutenu la fabrication du vaccin candidat pour l'essai clinique de phase I.
En bref, qu'est-ce qu'un essai clinique ?
Qu'il vise à s'assurer de la qualité d'un médicament, d'un traitement ou d'un vaccin, il se déroule généralement en trois phases à l'issue desquelles le produit pourra, ou non, être commercialisé. La première phase, à laquelle participent quelques dizaines de volontaires en bonne santé, permet de tester la tolérance de l'organisme à la substance concernée, d'évaluer la réponse du système immunitaire et de surveiller les effets indésirables. La deuxième prend généralement place dans une partie du monde touchée par la maladie et inclut plusieurs centaines de participants, dont d'avantage appartiennent à des groupes à risque (maladies respiratoires, cardiopathies, diabète etc.). Enfin, la troisième phase examine l'efficacité du vaccin chez plusieurs milliers, voire dizaines de milliers de personnes au profil sanitaire large.
La phase 1 sera dirigée par le docteur Lisa A. Jackson, enquêtrice principale au Kaiser Permanente Washington Health Research Institute à Seattle (KPWHRI), l’institut qui mènera l’essai. L'Université Emory d'Atlanta a intégré le programme le 27 mars, a recruté 45 volontaires adultes en bonne santé, de 18 à 55 ans. Ils recevront deux injections intramusculaire du vaccin dans le bras à 28 jours d’intervalle et seront suivis pendant 12 mois après la deuxième vaccination. Chaque participant recevra une dose qui s'élèvera soit à 25 microgrammes (mg), soit à 100 mg, soit à 250 mg lors des deux vaccinations. 15 personnes dans chaque cohorte de doses. Les quatre premiers participants recevront une injection avec la faible dose, et les quatre participants suivants recevront la dose de 100 mg.
Les enquêteurs examineront les données de sécurité avant de vacciner les autres participants des groupes de 25 et 100 mg et avant que les participants ne reçoivent leur deuxième vaccin. Un autre examen de la sécurité sera effectué avant que les participants ne soient inscrits dans la cohorte des 250 mg. Les volontaires seront surveillés et testés pour détecter les symptômes de vaccination courants, tels que des douleurs au point d'injection ou de la fièvre, mais surtout pour tout autre problème médical associé spécifiquement à l'ARNm-1273. Une équipe de protocole se réunira régulièrement pour examiner les données de sécurité, et un comité de surveillance examinera périodiquement les données de santé entrantes. Il sera également demandé aux participants de fournir des échantillons de sang à des moments précis, que les chercheurs testeront en laboratoire pour détecter et mesurer la réponse immunitaire au vaccin expérimental.
"Cette étude est la première étape du développement clinique d'un vaccin à ARNm contre le SRAS-CoV-2, et nous espérons qu'elle fournira des informations importantes sur la sécurité et l'immunogénicité (le fait d'induire une réaction immunitaire, ndlr). Nous nous préparons activement à une éventuelle étude de phase 2", a déclaré le docteur Tal Zaks, médecin-chef de Moderna, dans un communiqué. "Nous sommes reconnaissants aux NIH pour leur collaboration continue et à CEPI pour avoir financé la fabrication initiale de l'ARNm-1273 et nous sommes fiers de faire partie des nombreuses entreprises, agences de santé mondiales et ONG qui travaillent sur une éventuelle réponse à l'épidémie du nouveau coronavirus". Les scientifiques du Centre de recherche sur les vaccins (VRC) du NIAID et de Moderna ont pu développer rapidement l'ARNm-1273 grâce à des études antérieures sur des coronavirus apparentés dont le SRAS et le MERS. Les coronavirus sont sphériques et enveloppés d'une couronne des pics, des spicules, pointés vers l'extérieur qui leur donnent leur nom. Ces pics se lient aux cellules humaines grâce à la protéine S (pour "spike", en anglais) qui se trouve à leur extrémité. Avant la présente épidémie, les scientifiques de VRC et de Moderna travaillaient déjà sur un vaccin expérimental contre le MERS ciblant le pic du coronavirus, ce qui a permis de prendre une longueur d'avance dans le développement d'un vaccin candidat pour contrer le virus actuel SARS-CoV-2. Une fois l'information génétique du virus rendue disponible par les autorités chinoises, les scientifiques ont rapidement sélectionné la séquence ARN spécifique codant pour la protéine S, et ils en ont fait la base de leur vaccin ARNm-1273.
Le vaccin à ARNm-1273 s'est révélé prometteur dans des modèles animaux, et c'est le premier essai à l'examiner chez l'Homme. Cependant, aucun vaccin à ARNm n'a encore atteint la phase III des essais cliniques, et encore moins été approuvé pour la commercialisation.
L’ARNm, une nouvelle technique de vaccination
Traditionnellement, les vaccins sont obtenus à partir de formes vivantes et affaiblies, ou inactivées, du virus concerné. A sa rencontre avec le virus au système immunitaire met au point des anticorps taillés spécifiquement pour le combattre ce virus. Ces anticorps sont inscrits dans le répertoire du système immunitaire qui garde en mémoire le souvenir du passage du virus. Grâce à cette mémoire immunitaire, le système immunitaire reconnaît le virus s'il revient, et peut le combattre avec des armes qu’il possède donc déjà. Seulement, la forme vivante peut parfois continuer à évoluer chez l'hôte, récupérant une partie de sa virulence et infectant le receveur.
Pour remédier à ces revers de médaille, certaines firmes, dont Moderna et ses partenaires, ont creusé une piste innovante : le vaccin ARNm. L’ARNm, c’est la forme sous laquelle se présente l’information génétique du virus qui sert de “mode d’emploi” à la synthèse de toutes les protéines dont il a besoin pour survivre. L’une de ces protéines, la protéine S, lui permet d’infecter les cellules qu’il prend pour cible. Les scientifiques ont donc isolé la région du code ARN responsable de la fabrication de cette protéine pour leur vaccin. Une fois injecté, l’ARNm est traité par les cellules immunitaires dans les ganglions lymphatiques qui peuvent elles-mêmes synthétiser la protéine S contre laquelle elles doivent apprendre à se défendre. "L'ARNm est vraiment comme une molécule logicielle en biologie", illustre au TIME le Dr Stephen Hoge, président de Moderna, qui ajoute : "notre vaccin est donc comme un logiciel pour le corps, qui fabrique les protéines [virales] qui peuvent générer une réponse immunitaire.” En effet, "la façon dont l'organisme traite la protéine virale peut et est souvent très différente de la façon dont il traite la même protéine fabriquée dans une cuve en acier inoxydable. Ainsi, l'un des avantages théoriques de l'ARNm dans un vaccin est que l'organisme fabrique la protéine virale exactement de la même manière que le virus aurait demandé à l'hôte de le faire". Les vaccins à ARNm présentent également une alternative innovante aux approches vaccinales conventionnelles pour plusieurs raisons : leur capacité à initier la production de protéines sans avoir besoin de rentrer dans le noyau, leur capacité de développement rapide car il ne faut pas répliquer tout le virus mais seulement une portion de son ARN et leur potentiel de fabrication à faible coût et d'administration sûre en utilisant des vecteurs non viraux.
2) Sanofi a lui aussi adopté la stratégie de l'ARNm
Le 11 janvier 2020, les autorités chinoises ont partagé la séquence génétique du SARS-CoV-2. Depuis lors, laboratoires publics et privés, entreprises et institutions gouvernementales se sont lancés dans une course effrénée au vaccin. Aucun n’étant pour le moment disponible, les innovations se succèdent dans un effort sanitaire auquel beaucoup veulent participer. Après plusieurs mois de recherche, certains concurrents semblent avoir pris une longueur d’avance. Une entreprise vient de lancer la phase I du second essai clinique pour un vaccin contre le SARS-CoV-2, suivie de près par d’autres candidats dont le potentiel n’est pas à minimiser. La firme chinoise CanSin Bio a été la première à lancer un essai clinique plus tôt en mars.
1) Un premier candidat vaccin en essai clinique de phase I
Le 16 mars, la compagnie Moderna, Inc., une société de biotechnologie basée à Cambridge, dans le Massachusetts, a annoncé le lancement de la phase I de l’essai clinique d’un potentiel vaccin contre le Covid-19. L’équipe de Moderna est la première à avoir atteint cette phase de la course au vaccin, alors que plus d’une trentaine de laboratoires et d’entreprises ont également entamé la mise au point de produits de vaccination. Le vaccin, appelé ARNm-1273, a été développé en collaboration avec les scientifiques du National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID). La Coalition pour les innovations en matière de préparation aux épidémies (CEPI) a soutenu la fabrication du vaccin candidat pour l'essai clinique de phase I.
En bref, qu'est-ce qu'un essai clinique ?
Qu'il vise à s'assurer de la qualité d'un médicament, d'un traitement ou d'un vaccin, il se déroule généralement en trois phases à l'issue desquelles le produit pourra, ou non, être commercialisé. La première phase, à laquelle participent quelques dizaines de volontaires en bonne santé, permet de tester la tolérance de l'organisme à la substance concernée, d'évaluer la réponse du système immunitaire et de surveiller les effets indésirables. La deuxième prend généralement place dans une partie du monde touchée par la maladie et inclut plusieurs centaines de participants, dont d'avantage appartiennent à des groupes à risque (maladies respiratoires, cardiopathies, diabète etc.). Enfin, la troisième phase examine l'efficacité du vaccin chez plusieurs milliers, voire dizaines de milliers de personnes au profil sanitaire large.
La phase 1 sera dirigée par le docteur Lisa A. Jackson, enquêtrice principale au Kaiser Permanente Washington Health Research Institute à Seattle (KPWHRI), l’institut qui mènera l’essai. L'Université Emory d'Atlanta a intégré le programme le 27 mars, a recruté 45 volontaires adultes en bonne santé, de 18 à 55 ans. Ils recevront deux injections intramusculaire du vaccin dans le bras à 28 jours d’intervalle et seront suivis pendant 12 mois après la deuxième vaccination. Chaque participant recevra une dose qui s'élèvera soit à 25 microgrammes (mg), soit à 100 mg, soit à 250 mg lors des deux vaccinations. 15 personnes dans chaque cohorte de doses. Les quatre premiers participants recevront une injection avec la faible dose, et les quatre participants suivants recevront la dose de 100 mg.
Les enquêteurs examineront les données de sécurité avant de vacciner les autres participants des groupes de 25 et 100 mg et avant que les participants ne reçoivent leur deuxième vaccin. Un autre examen de la sécurité sera effectué avant que les participants ne soient inscrits dans la cohorte des 250 mg. Les volontaires seront surveillés et testés pour détecter les symptômes de vaccination courants, tels que des douleurs au point d'injection ou de la fièvre, mais surtout pour tout autre problème médical associé spécifiquement à l'ARNm-1273. Une équipe de protocole se réunira régulièrement pour examiner les données de sécurité, et un comité de surveillance examinera périodiquement les données de santé entrantes. Il sera également demandé aux participants de fournir des échantillons de sang à des moments précis, que les chercheurs testeront en laboratoire pour détecter et mesurer la réponse immunitaire au vaccin expérimental.
"Cette étude est la première étape du développement clinique d'un vaccin à ARNm contre le SRAS-CoV-2, et nous espérons qu'elle fournira des informations importantes sur la sécurité et l'immunogénicité (le fait d'induire une réaction immunitaire, ndlr). Nous nous préparons activement à une éventuelle étude de phase 2", a déclaré le docteur Tal Zaks, médecin-chef de Moderna, dans un communiqué. "Nous sommes reconnaissants aux NIH pour leur collaboration continue et à CEPI pour avoir financé la fabrication initiale de l'ARNm-1273 et nous sommes fiers de faire partie des nombreuses entreprises, agences de santé mondiales et ONG qui travaillent sur une éventuelle réponse à l'épidémie du nouveau coronavirus". Les scientifiques du Centre de recherche sur les vaccins (VRC) du NIAID et de Moderna ont pu développer rapidement l'ARNm-1273 grâce à des études antérieures sur des coronavirus apparentés dont le SRAS et le MERS. Les coronavirus sont sphériques et enveloppés d'une couronne des pics, des spicules, pointés vers l'extérieur qui leur donnent leur nom. Ces pics se lient aux cellules humaines grâce à la protéine S (pour "spike", en anglais) qui se trouve à leur extrémité. Avant la présente épidémie, les scientifiques de VRC et de Moderna travaillaient déjà sur un vaccin expérimental contre le MERS ciblant le pic du coronavirus, ce qui a permis de prendre une longueur d'avance dans le développement d'un vaccin candidat pour contrer le virus actuel SARS-CoV-2. Une fois l'information génétique du virus rendue disponible par les autorités chinoises, les scientifiques ont rapidement sélectionné la séquence ARN spécifique codant pour la protéine S, et ils en ont fait la base de leur vaccin ARNm-1273.
Le vaccin à ARNm-1273 s'est révélé prometteur dans des modèles animaux, et c'est le premier essai à l'examiner chez l'Homme. Cependant, aucun vaccin à ARNm n'a encore atteint la phase III des essais cliniques, et encore moins été approuvé pour la commercialisation.
L’ARNm, une nouvelle technique de vaccination
Traditionnellement, les vaccins sont obtenus à partir de formes vivantes et affaiblies, ou inactivées, du virus concerné. A sa rencontre avec le virus au système immunitaire met au point des anticorps taillés spécifiquement pour le combattre ce virus. Ces anticorps sont inscrits dans le répertoire du système immunitaire qui garde en mémoire le souvenir du passage du virus. Grâce à cette mémoire immunitaire, le système immunitaire reconnaît le virus s'il revient, et peut le combattre avec des armes qu’il possède donc déjà. Seulement, la forme vivante peut parfois continuer à évoluer chez l'hôte, récupérant une partie de sa virulence et infectant le receveur.
Pour remédier à ces revers de médaille, certaines firmes, dont Moderna et ses partenaires, ont creusé une piste innovante : le vaccin ARNm. L’ARNm, c’est la forme sous laquelle se présente l’information génétique du virus qui sert de “mode d’emploi” à la synthèse de toutes les protéines dont il a besoin pour survivre. L’une de ces protéines, la protéine S, lui permet d’infecter les cellules qu’il prend pour cible. Les scientifiques ont donc isolé la région du code ARN responsable de la fabrication de cette protéine pour leur vaccin. Une fois injecté, l’ARNm est traité par les cellules immunitaires dans les ganglions lymphatiques qui peuvent elles-mêmes synthétiser la protéine S contre laquelle elles doivent apprendre à se défendre. "L'ARNm est vraiment comme une molécule logicielle en biologie", illustre au TIME le Dr Stephen Hoge, président de Moderna, qui ajoute : "notre vaccin est donc comme un logiciel pour le corps, qui fabrique les protéines [virales] qui peuvent générer une réponse immunitaire.” En effet, "la façon dont l'organisme traite la protéine virale peut et est souvent très différente de la façon dont il traite la même protéine fabriquée dans une cuve en acier inoxydable. Ainsi, l'un des avantages théoriques de l'ARNm dans un vaccin est que l'organisme fabrique la protéine virale exactement de la même manière que le virus aurait demandé à l'hôte de le faire". Les vaccins à ARNm présentent également une alternative innovante aux approches vaccinales conventionnelles pour plusieurs raisons : leur capacité à initier la production de protéines sans avoir besoin de rentrer dans le noyau, leur capacité de développement rapide car il ne faut pas répliquer tout le virus mais seulement une portion de son ARN et leur potentiel de fabrication à faible coût et d'administration sûre en utilisant des vecteurs non viraux.
2) Sanofi a lui aussi adopté la stratégie de l'ARNm
Le 27 mars, le géant Sanofi a annoncé son partenariat avec Translate Bio, une entreprise thérapeutique, dans le cadre du développement d’un nouveau vaccin contre le Covid-19. Ce vaccin sera lui aussi basé sur de l’ARNm. Translate Bio a commencé à produire de multiples constructions d'ARNm et utilisera sa plateforme d'ARNm pour découvrir, concevoir et fabriquer un certain nombre de vaccins candidats contre le SRAS-CoV-2. Sanofi fournira une expertise approfondie en matière de vaccins et mettra à disposition ses réseaux de recherche externes pour faire progresser les vaccins candidats en vue d'un éventuel développement ultérieur. En février 2020, Sanofi avait déjà annoncé une collaboration avec la Biomedical Advanced Research and Development Authority (BARDA), dont l’accord prévoyait que Sanofi lancerait le développement d'un vaccin recombinant (avec un vecteur) à base de protéines, et non d’ARNm, contre le Covid-19.
"Nous nous sommes engagés à tirer parti de différents moyens pour faire face à la crise de santé publique Covid-19 en testant des traitements, ainsi que deux vaccins utilisant des plateformes différentes. Nous pensons que plus nous explorerons d'approches, plus nous aurons de chances de réussir à atteindre cet objectif", a déclaré dans un communiqué David Loew, responsable mondial des vaccins chez Sanofi. "Il sera essentiel de disposer d'une capacité installée suffisante pour satisfaire la forte demande de vaccins que nous verrons probablement, et sur la base de l'expérience que nous avons acquise dans le cadre de la collaboration à ce jour, nous pensons que la plateforme Translate Bio mRNA pourrait nous aider à répondre à ce besoin". "Les équipes de Translate Bio et de Sanofi Pasteur ont généré des données précliniques encourageantes sur de multiples cibles de maladies infectieuses, dans le cadre de notre collaboration actuelle sur les vaccins à ARNm. Ces travaux constitueront une base solide pour orienter les efforts de recherche conjoints contre le COVID-19 afin de contribuer à la lutte contre cette maladie qui menace la santé publique", a ajouté Ronald Renaud, directeur général de Translate Bio.
3) Johnson & Johnson mise sur un adénovirus
Alors qu’il a semblé au cours des précédentes lignes que leur utilisation de l’ARNm a offert aux deux premiers candidats une longueur d’avance, la course effrénée au développement d'un vaccin vient de se voir injecter des fonds d’une valeur potentielle d’un milliard de dollars pour une toute autre technologie. Le 30 mars, l'entreprise pharmaceutique Johnson & Johnson a annoncé que le gouvernement américain, par l'intermédiaire de la BARDA, contribuerait à hauteur de 456 millions de dollars à son effort sanitaire, une somme qui s’ajoutera aux fonds d'une valeur équivalente que la société a déjà débloqué. "Le monde est confronté à une crise urgente de santé publique et nous sommes déterminés à faire notre part pour rendre un vaccin Covid-19 disponible et abordable dans le monde entier le plus rapidement possible”, a déclaré dans un communiqué Alex Gorsky, président-directeur général de Johnson & Johnson.
“Nous avons appris de ce que nous avons fait avec Zika qu'avec le bon vecteur, nous pouvons obtenir une immunité très importante”, explique Paul Stoffels, directeur scientifique, à Science. Ce vecteur, ce n’est pas de l’ARNm mais un adénovirus. Certains virus de ce type sont notamment responsables des rhumes que nous pouvons attraper en période hivernale, par exemple. Dans le cas du Covid-19, c’est l’adénovirus Ad26 qui est utilisé : “Nous avons choisi l'Ad26 en raison de sa non-présence chez l'Homme - ainsi que du fait qu'il s'agit d'un vecteur non répliquable, ce qui est très important pour la sécurité”, décrit Paul Stoffels. La boucle d’ADN d’Ad26 sert de vecteur au gène codant pour la protéine S, mais contient aussi des sous-unités protéiques du SARS-CoV-2 génétiquement modifiées. Ces éléments, une fois intégrés dans le matériel génétique d'Ad26, puis injectés au patient, stimulent le système immunitaire et lui apprennent à reconnaître le virus. La société avait auparavant mis cette technologie au profit du développement et de la fabrication et de leur vaccin contre Ebola, et s'en étaient également servi pour construire des vaccins candidats contre Zika et le VIH, notamment, qui sont d’ailleurs actuellement en phase II ou III du développement clinique.
4) Le tabac rentre dans la course au vaccin
Le 1er avril, la filiale américaine de Britich American Tobacco (BAT), Kentucky BioProcessing (KBP), a annoncé avoir développé un vaccin potentiel contre le Covid-19 actuellement en phase de tests précliniques. En 2014, l'entreprise de tabac a racheté la KBP, qui a déjà travaillé sur un traitement contre Ebola. BAT a déclaré que son travail était "potentiellement plus sûr [que la technologie des vaccins conventionnels], étant donné que les plants de tabac ne peuvent pas héberger d'agents pathogènes qui causent des maladies humaines". Le vaccin en cours de développement utilise une technologie, brevetée par BAT, de croissance accélérée de plants de tabac. Après être parvenus à cloner une partie de la séquence génétique du coronavirus, les scientifiques ont développé un antigène potentiel, qu’ils ont ensuite inséré dans des plants de tabac afin qu’ils puissent se multiplier. Une fois les plants récoltés, l'antigène a été purifié. Le but est d’introduire cet antigène dans l’organisme pour faire réagir le système immunitaire qui produirait les anticorps nécessaires.
“Nous sommes en contact avec la Food and Drug Administration américaine (FDA) et nous cherchons à obtenir des conseils sur les prochaines étapes. Nous nous sommes également rapprochés du ministère britannique de la santé et de la protection sociale, ainsi que de la BARDA aux États-Unis, pour apporter notre soutien et l’accès à nos recherches dans le but d'essayer d'accélérer le développement d'un vaccin contre le Covid-19”, a déclaré le Dr. David O'Reilly, Directeur de la Recherche Scientifique de BAT, dans un communiqué. Selon BAT, la présente technologie offre de nombreux avantages. D’abord, les plants de tabac ne peuvent pas héberger d'agents pathogènes pour les humains, ce qui participe à la sécurité des patients. Elle serait aussi plus rapide dans la mesure où les éléments du vaccin s'accumulent en six semaines dans le tabac, tandis qu’il faut compter plusieurs mois avec les méthodes conventionnelles. De plus la formule du vaccin que KBP utilise resterait stable à température ambiante, contrairement aux vaccins conventionnels qu’il faut réfrigérer. Enfin, il ne suffirait que d’une seule dose pour assurer l'efficacité de la réponse immunitaire, ce qui ne peut pas être dit de tous les vaccins traditionnels. La piste du tabac n’est donc pas à négliger.
12 a 18 mois, un temps record bien qu’optimiste
Depuis son annonce, cette durée de 12 à 18 mois est devenue une référence. Elle suppose cependant que le processus se déroulera sans aucun contre temps. Anthony Fauci, directeur de l'Institut national américain des allergies et des maladies infectieuses (NIAID), prédit que la mise à disposition d'un vaccin au public "va prendre un an, un an et demi, au moins". Il ajoute "au moins" parce que les effets secondaires, les problèmes de dosage et les délais de fabrication peuvent tous causer des retards. Dans le contexte pandémique actuel, nombreux sont ceux qui estiment nécessaire la prise de risque associée au passage rapide à la phase deux. Les 18 mois dont nous parlons dépendent d’une considérable accélération du processus. Il faudrait sauter des étapes.
