Le coronavirus pourrait être le tournant des vaccins génétiques, une technologie vieille de 30 ans qui n'a pas tenu sa promesse

David B. Weiner est connu dans les milieux scientifiques comme «le père des vaccins à ADN». Le tag rend hommage à son travail de pionnier depuis plus de 30 ans, mais c’est aussi un rappel que son bébé est toujours en train de naître.

Pas un seul vaccin à ADN humain n’a été mis sur le marché partout dans le monde, et la technologie évolue encore rapidement.

La pandémie peut être le moment de vérité. Les vaccins à code génétique – construits avec de l’ADN ou de l’ARN – sont de puissants pionniers dans la course mondiale pour développer une immunisation contre le coronavirus qui a coûté la vie à près d’un demi-million de personnes dans le monde depuis son apparition en Chine il y a sept mois.

Inovio – la biotechnologie de la réunion de Plymouth dans laquelle Weiner a cofondé, conseille et détient des intérêts financiers – a récemment été disséminée comme étant « sous le radar » dans la presse industrielle. Mais en mars, le vaccin à ADN de la société pour le coronavirus a été présenté dans les « 60 minutes » de la télévision. Et la semaine dernière, la société a décroché un contrat gouvernemental de 71 millions de dollars pour fabriquer le dispositif de zapping cutané qui fait partie de sa plateforme de vaccination.

Dans quelques jours, dit Inovio, il annoncera les résultats du premier petit essai humain sur son vaccin contre le coronavirus, « INO-4800 ». Les tests initiaux se concentrent sur la sécurité, mais cela ne devrait pas être un problème, d’après les autres vaccins expérimentaux à ADN d’Inovio.

La grande question est de savoir si les tirs ont généré des signes d’une puissante réponse immunitaire. Les réponses faibles – trop faibles pour protéger contre l’infection – ont été le talon d’Achille des vaccins à ADN.

Weiner, 63 ans, est parfaitement conscient que l’approbation d’un vaccin consiste à gérer les attentes, à cultiver une bonne presse et à collecter des fonds, ainsi qu’une science solide. Il a dit que la course aux vaccins est contre le virus, pas contre les développeurs rivaux. Que plusieurs vaccins utilisant différentes stratégies sont nécessaires. Et ce parfait est l’ennemi du bien.

« Je pense que nous devrions baisser nos attentes », a-t-il déclaré. « Je pense vraiment que nous sommes les plus susceptibles d’avoir plusieurs vaccins, et qu’ils réduiront la gravité de la maladie et empêcheront certaines infections. Il ne doit pas être efficace à 100% pour avoir une valeur énorme pour le monde. »

Il faut normalement une décennie ou deux pour obtenir un vaccin du concept à la clinique, mais l’objectif est de commencer à immuniser les gens contre le nouveau coronavirus, le SRAS-CoV-2, d’ici l’été prochain. Plus de 120 candidats vaccins utilisant cinq stratégies différentes avancent à un rythme effréné, aidés par des milliards de dollars de gouvernements et de philanthropies comme la Fondation Gates.

Parmi les développeurs qui effectuent déjà des tests humains, quatre sont dotés de plates-formes d’ARN: Moderna, Pfizer, CureVac et Imperial College London. Inovio est le seul leader avec un vaccin à base d’ADN.

Toutes les approches vaccinales impliquent d’apprendre au système immunitaire à reconnaître les protéines uniques ou les antigènes d’un virus. Si le vrai microbe essaie d’envahir – et que les virus doivent détourner les cellules vivantes pour se répliquer – les cellules immunitaires sont prêtes à attaquer.

Les technologies de vaccin éprouvées impliquent la croissance d’un virus affaibli ou inactivé dans les œufs ou les cellules animales, puis l’extraction et la purification des antigènes souhaités. C’est un processus ardu, long et coûteux.

Au début des années 1990, Weiner et quelques autres ont eu une idée: au lieu d’injecter l’antigène, pourquoi ne pas injecter le gène viral qui porte les instructions – l’ADN – pour le fabriquer? L’ADN transférerait les instructions à l’ARN dans la machinerie moléculaire de la cellule, qui produirait alors l’antigène pour conjurer l’infection.

La beauté de l’approche était évidente dès le début. L’ADN est une séquence de produits chimiques, appelés acides nucléiques, qui peuvent être rapidement synthétisés et fusionnés ensemble en laboratoire.

Considérez qu’après que des chercheurs chinois ont publié l’intégralité du code génétique du coronavirus en janvier, les scientifiques d’Inovio ont « imprimé » leur vaccin en quelques heures avec un synthétiseur d’ADN. Comme presque tous les développeurs, ils ont utilisé le code de la protéine « spike », qui fait les projections en forme de goujon que le coronavirus utilise pour s’accrocher et se faufiler dans les cellules.

Mais si les avantages de l’utilisation de l’ADN étaient évidents, les défis l’étaient aussi.

Weiner était professeur de médecine et chercheur à l’Université de Pennsylvanie dans les années 1990, lorsqu’il a été le pionnier de la technologie de livraison de l’ADN dans les cellules.

Des décennies plus tôt, les chercheurs avaient découvert que les bactéries portaient d’étranges petites boucles d’ADN qui étaient distinctes de leur ADN chromosomique et pouvaient se répliquer indépendamment. Certains de ces « plasmides » ont été trouvés pour aider les bactéries à résister aux antibiotiques.

Le laboratoire de Weiner a synthétisé et équipé des plasmides pour transporter des gènes d’antigènes viraux dans les cellules humaines.

« Nous recherchons la nature pour nous apprendre quoi faire », a déclaré Weiner, qui est maintenant émérite chez Penn et vice-président du Wistar Institute, qui collabore au vaccin Inovio.

En 1997, l’équipe de Weiner a signalé une percée: leur nouveau vaccin avait protégé deux chimpanzés du virus qui cause le SIDA. (Fait amusant: Weiner et son laboratoire ont fait une apparition à Philadelphie, le film de 1993 sur le VIH / sida et l’homophobie qui a valu à Tom Hanks un Oscar.)

Chez l’homme, cependant, les vaccins à ADN n’étaient tout simplement pas très efficaces. Au site d’injection, l’absorption de plasmides par la peau et les cellules musculaires était nominale et imprévisible. Lorsque les cellules ont produit de l’antigène, elles ont déclenché une réponse tiède par la première ligne de défense immunitaire, à savoir les anticorps. Mais peu de plasmides ont trouvé leur chemin dans des «cellules présentatrices d’antigènes», qui sont essentielles pour activer la deuxième ligne de défense la plus puissante, les cellules T. Les cellules T «tueuses» peuvent détruire le virus à l’intérieur comme à l’extérieur des cellules, et les cellules T «mémoire» se souviennent de l’envahisseur pour prévenir de futures infections.

En 1999, lorsque Weiner a écrit sur les vaccins à ADN dans Scientific American, le mieux qu’il pouvait dire était: « Les résultats préliminaires suggèrent que des réponses immunitaires utiles peuvent être obtenues. »

Il a poursuivi sa carrière avec une équipe qui comprenait l’étudiant diplômé Joseph Kim, maintenant président, chef de la direction et cofondateur d’Inovio.

« Beaucoup de grands garçons et filles ont quitté le terrain », a déclaré Kim, faisant référence aux sociétés pharmaceutiques géantes qui ont abandonné la recherche sur les vaccins à ADN. « Celui qui a persisté, par conviction ou entêtement ou les deux, était Dave Weiner. »

Parmi les mesures d ‘ »optimisation »: Les plasmides ont été conçus pour transporter des gènes supplémentaires qui ont permis aux cellules de produire des substances immunostimulantes naturelles, dont une qui a stimulé la prolifération des cellules présentant l’antigène importantes. Pour obtenir une meilleure absorption des plasmides, le vaccin a été livré avec des charges électriques qui ont brièvement ouvert les pores dans les membranes cellulaires près du site d’injection.

La fabrication de cet appareil «d’électroporation» portatif – un gizmo propriétaire fonctionnant sur batterie maintenant appelé Cellectra – sera augmentée à l’aide de 71 millions de dollars du ministère américain de la Défense.

La technologie du vaccin à ARN, qui a également environ 30 ans, présente un ensemble différent d’avantages et d’inconvénients. L’ARN messager n’a pas besoin de plasmide car il n’a pas à pénétrer dans l’ADN nucléaire de la cellule pour fonctionner. Mais l’ARN simple brin est beaucoup moins stable que l’ADN double brin. Les enzymes du corps peuvent rapidement dégrader l’ARN, ce qui réduit la production d’antigène. Le vaccin doit être conservé au réfrigérateur ou congelé.

Le problème d’instabilité revient à « acheter des fruits qui se gâtent en quelques minutes », a expliqué Weiner, ajoutant qu’il était partisan.

Inovio peut être considéré comme un cheval noir dans la course aux vaccins ou comme un favori à tout faire.

Aucune de ses perspectives n’a franchi la ligne d’arrivée. Ses vaccins contre Ebola et Zika ont dû être abandonnés car, à mesure que les épidémies diminuaient, le financement et le nombre de sujets potentiels d’essais cliniques augmentaient également.

En revanche, Inovio dispose de 15 vaccins en tests cliniques pour le cancer et les maladies infectieuses. La société étend les tests humains de son vaccin contre le syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS) – causé par un autre coronavirus – car il a généré de fortes réponses en anticorps et en lymphocytes T chez la plupart des participants à un essai initial.

« Il faudra de nombreuses technologies pour franchir la ligne d’arrivée afin d’avoir un impact face au SRAS-CoV-2 », a déclaré Weiner, « et nous espérons que notre technologie pourra faire partie de la solution. »

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Citation: Le coronavirus pourrait être le tournant des vaccins génétiques, une technologie vieille de 30 ans qui n’a pas tenu sa promesse (2020, 1er juillet) récupérée le 1er juillet 2020 sur https://medicalxpress.com/news/2020-07-coronavirus -génétique-vaccins-vieille-technologie.html

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