Overblog
Editer l'article Suivre ce blog Administration + Créer mon blog
Agriculture, alimentation, santé publique... soyons rationnels

La science à la rescousse ? Comment la génétique moderne pourrait aider à sauver le monde du coronavirus

15 Avril 2020 , Rédigé par Seppi Publié dans #Covid-19

La science à la rescousse ? Comment la génétique moderne pourrait aider à sauver le monde du coronavirus

 

Mark Lynas*

 

 

 

 

L'humanité n'a vraiment que deux options pour affronter la pandémie de coronavirus qui balaie actuellement la planète. La première consiste à mettre en place un programme continu de confinement et d'autres stratégies drastiques de distanciation sociale pour freiner le rythme de l'épidémie, en vue de renforcer progressivement l'immunité de groupe naturelle au sein de la population humaine.

 

Cette stratégie, surtout si elle est associée à des traitements médicamenteux antiviraux efficaces et à un effort de testage massivement intensifié, devrait apporter un certain soulagement. Mais cela se ferait au prix probable de plusieurs millions de morts et de dommages économiques mondiaux incalculables, frappant particulièrement durement les pays ayant peu de résilience et des infrastructures de santé limitées.

 

La deuxième approche consiste à développer un vaccin et à le faire le plus rapidement possible. Un vaccin pleinement efficace non seulement apprivoiserait le Covid-19, mais l'éradiquerait peut-être – comme le monde l'a fait avec succès pour la variole et est sur le point de le faire pour la polio (les deux étant également des maladies virales).

 

Ces deux approches seront très probablement concurrentes : la première nous fera gagner du temps, tandis que la seconde propose une stratégie de sortie d'un schéma constant de fermetures répétées et de restrictions de voyage qui, sinon, pourraient durer des années.

 

Le nombre actuel de cas confirmés se rapprochant rapidement d'un million dans le monde, il est fort probable que plusieurs dizaines de millions de personnes ont déjà attrapé le Covid-19. Le défi le plus pressant de l’humanité est donc de trouver un vaccin efficace.

 

 

Les premiers essais de vaccins sont déjà en cours

 

Heureusement, la science s'intensifie déjà. Un pas historique a été fait le 16 mars, lorsque le premier volontaire d'essai clinique a reçu une injection d'un vaccin expérimental contre le coronavirus au Kaiser Permanente Washington Health Research Institute à Seattle.

 

La volontaire, Jennifer Haller, est une mère de deux enfants, une résidente de Seattle âgée de 43 ans, qui a déclaré à la National Public Radio qu'elle « voulait faire quelque chose parce qu'il y a tellement d'Américains qui n'ont pas les mêmes privilèges que ceux qui m'ont été accordés ».

 

Le vaccin a été produit par Moderna, le premier lot ayant été livré aux National Institutes of Health des États-Unis 42 jours après le séquençage du génome viral en Chine.

 

 

Jen Heller, présentée ici avec son chien Ringo, s'est portée volontaire pour l'essai du vaccin contre le Covid-19.

 

Cet essai de phase 1 n'a pas encore testé l'efficacité du vaccin contre le Covid-19. Réalisé sur une durée de six semaines auprès d'un groupe de 45 volontaires adultes sains âgés de 18 à 55 ans, il testera l'innocuité de base du vaccin proposé et sa capacité à stimuler une réponse immunitaire dans le corps humain.

 

Bien que l'essai de phase 1 se poursuive et que les recrues de la région de Seattle soient surveillées pendant une année entière, l'urgence de la situation mondiale signifie que les collaborateurs se précipiteront probablement vers la phase 2 en même temps, testant la capacité du vaccin à prévenir l'infection. par le nouveau coronavirus SARS-CoV-2 qui provoque le Covid-19.

 

L'essai du vaccin Moderna est une première mondiale non seulement pour la maladie cible particulière, mais aussi parce qu'il fait partie d'une toute nouvelle classe potentielle de vaccins qui utilisent de l'ARN messager (ARNm) pour programmer les cellules humaines afin qu'elles produisent les protéines virales qui déclenchent une réponse immunitaire, plutôt que d'injecter directement des protéines ou des particules virales, comme l'ont fait la plupart des vaccins précédents.

 

Ce rôle naturel de l'ARNm est la raison pour laquelle l'approche de Moderna est si rapide. Les vaccins normaux doivent être produits à partir de virus réels, qui sont cultivés dans des œufs de poule puis purifiés en quantités suffisantes pour être directement injectés – une fois affaiblis ou tués – dans le corps humain. Cela prend des mois, au minimum, et est difficile à mettre à l'échelle rapidement.

 

Pour l'approche de l'ARNm, tout ce qui était nécessaire était la séquence génétique virale correcte, qui, dans le cas du SRAS-CoV-2, code pour les protéines spiculaires qui permettent au virus d'entrer dans les cellules pulmonaires humaines. Cette séquence génétique de la protéine virale peut ensuite être codée en ARNm généré synthétiquement dans un laboratoire – un processus rapide qui est facile à mettre à l'échelle.

 

C’est la bonne nouvelle. La mauvaise nouvelle est que l'approche de l'ARNm, bien que sans aucun doute rapide et polyvalente, est si nouvelle qu'elle n'a pas encore été entièrement prouvée dans aucun vaccin chez l'homme ou l'animal. Certains tests ont montré une efficacité contre la rage, par exemple, mais d'autres ont montré peu de réponse immunitaire durable.

 

L'approche ARNm est donc une expédition lunaire plutôt qu'un marathon. Néanmoins, Moderna est suffisamment optimiste pour planifier déjà la production de millions de doses – destinées initialement aux agents de santé – dès cet automne.

 

 

Autres vaccins à ARNm contre le coronavirus

 

D'autres sociétés et partenariats s'affrontent également pour développer un vaccin utilisant la même approche ARNm. L'un d'eux, la firme allemande CureVac, a suscité un tel intérêt que le président Trump aurait tenté de l'acquérir afin de s'assurer que tout vaccin potentiel serait d'abord disponible pour les Américains.

 

Comme pour Moderna, les efforts de CureVac sont soutenus financièrement par la CEPI – la Coalition for Epidemic Preparedness Innovations (coalition internationale pour les innovations en matière de préparation aux épidémies), qui a levé plus de 700 millions de dollars auprès de gouvernements du monde entier et de fondations philanthropiques comme la Fondation Bill & Melinda Gates (qui soutient également l'Alliance Cornell pour la Science) et Wellcome.

 

Alors que Moderna a pu redémarrer des projets de vaccins initialement destinés au MERS et au SRAS, CureVac a déjà obtenu un certain succès avec un vaccin à ARNm contre le virus de la rage chez l'Homme. Dans un essai de phase 1, des doses aussi faibles qu'un millionième de gramme de vaccin à ARNm étaient suffisantes pour protéger pleinement les humains contre la rage, a-t-il été rapporté en janvier.

 

Ces petites doses constituent une promesse majeure pour immuniser un grand nombre de personnes si CureVac est en mesure d'obtenir le même succès avec le SRAS-CoV-2 qu'avec la rage et de passer rapidement aux essais de phase 2 pour démontrer davantage l'efficacité réelle.

 

Toujours en Allemagne, BioNTech et Pfizer se pressent pour réorienter leur travail sur le vaccin à ARNm contre la grippe vers le SRAS-CoV-2, et visent à commencer les essais cliniques dès avril. Dans le cadre d'une collaboration plus large, BioNTech a déjà démontré qu'un vaccin à ARNm protégeait les souris et les primates non humains contre le virus Zika, suscitant l'espoir d'une efficacité similaire contre le Covid-19.

 

 

Vaccins à ADN

 

L'ADN, cousin double brin de l'ARN, est également déployé dans un nouveau système de vaccins, tout aussi prometteur, contre le coronavirus. L'approche est liée, mais plutôt que d'injecter de l'ARNm directement dans les cellules afin qu'elles puissent produire des protéines virales, de l'ADN est inséré, qui à son tour produit de l'ARNm à l'intérieur des cellules pour faire le même travail.

 

Cet ADN n'est pas destiné à s'intégrer dans le génome de la cellule cible chez l'homme – en effet, si cela se produisait, des mutations dommageables pourraient se produire. Au lieu de cela, l'ADN est formé de plasmides circulaires qui fonctionnent séparément du matériel génétique intégral à l'intérieur du noyau d'une cellule. Cependant, comme l'ADN génomique, ces plasmides sont lus et transcrits via l'ARNm en protéines virales qui peuvent ensuite amorcer le système immunitaire du corps contre une invasion ultérieure par le vrai virus.

 

La société américaine Inovio Pharmaceuticals a annoncé le 12 mars qu'elle avait reçu une subvention de 5 millions de dollars de la Fondation Bill & Melinda Gates pour accélérer les tests d'un vaccin à ADN contre le Covid-19, en vue de commencer les essais cliniques de phase 1 en avril.

 

Inovio a un autre avantage : son vaccin à ADN INO-4700 a été le seul vaccin candidat contre le MERS à passer aux essais de phase 2 – démontrant, au moins initialement, la faisabilité potentielle de l'approche ADN. Le Département Américain de la Défense – dans le but de protéger son personnel militaire du monde entier contre le Covid-19 – a injecté 11,9 millions de dollars supplémentaires dans l'INO-4800. La société a également démontré son effet protecteur lors d'essais précoces en utilisant son vaccin à ADN contre les virus Chikungunya, Zika et Influenza (grippe).

 

 

Un rôle pour le génie génétique

 

Cependant, la CEPI ne met pas tous ses œufs dans le même panier. En plus des systèmes à ADN et ARN, une autre approche prometteuse pour un vaccin contre le Covid-19 consiste à utiliser un vaccin contre la rougeole génétiquement modifié – une stratégie soutenue par une subvention de 5 millions de dollars de la CEPI répartie entre trois institutions collaboratrices : Themis à Vienne, l'Institut Pasteur en France et l'University of Pittsburgh's Center for Vaccine Research.

 

La stratégie prend le vaccin vivant atténué contre le virus de la rougeole – un vaccin avec une longue histoire d'utilisation sûre, ayant été utilisé pour immuniser des milliards d'enfants au cours des 40 dernières années – et utilise la technologie de génétique inverse pour insérer de nouveaux gènes codant pour des protéines exprimées par d'autres virus. Celles-ci induisent alors une réponse immunitaire contre le nouveau virus dont le matériel génétique a été introduit.

 

L'équipe de recherche vise à avoir un vaccin candidat contre le Covid-19 prêt pour des tests sur les animaux dès avril, avec des tests plus larges sur des volontaires humains d'ici la fin de l'année.

 

Le virus de la rougeole n'est pas le seul candidat à l'approche vectorielle. Des scientifiques chinois ont annoncé qu’ils étaient sur le point de procéder à des essais humains de phase I avec un vaccin candidat à partir de l’épicentre de la pandémie à Wuhan. Les scientifiques ont génétiquement modifié un adénovirus défectif pour la réplication de type 5 (Ad5) comme vecteur pour exprimer la protéine spiculaire du SARS-CoV-2, le vaccin candidat qui en résulte étant nommé Ad5-nCoV.

 

C'est peut-être l'approche la plus simple, car tout ce qui doit se produire est que l'adénovirus inoffensif artificiel infecte les patients afin de déclencher la production d'anticorps qui devraient également être efficaces contre l'invasion du nouveau coronavirus. La société chinoise CanSion Biologics a démontré avec succès cette approche avec un autre vaccin entièrement terminé contre Ebola, Ad5-EBOV, qui est déjà sur le marché en Chine.

 

 

Plantes hôtes et insectes génétiquement modifiés

 

Une approche plus éprouvée – déjà largement utilisée pour produire des vaccins contre la grippe – consiste à cultiver directement des protéines virales : celles-ci sont ensuite injectées sous forme de vaccin à des patients humains afin que le système immunitaire soit déjà amorcé contre le véritable pathogène lorsqu'il tente d'infecter le corps. Des œufs de poule sont généralement utilisés, mais pour accélérer les choses, les lignées cellulaires d'insectes deviennent l'option préférée pour la pandémie de coronavirus.

 

 

Des plantes comme Nicotiana benthamiana, un parent du tabac, peuvent être utilisées pour produire des protéines virales recombinantes pour la recherche de vaccins.

 

 

Ici, la génétique est à nouveau un élément important : la société Novavax utilise un baculovirus vecteur pour concevoir génétiquement une lignée cellulaire d'insecte initialement isolée il y a des décennies des ovaires de la légionnaire d'automne. Le baculovirus transporte des gènes dans les cellules d'insectes, qui les programment pour fabriquer des protéines virales correctement repliées et biologiquement actives, ce qui permet au système immunitaire humain de produire des anticorps contre elles de manière plus fiable.

 

Selon Novavax, les nanoparticules de protéines recombinantes qui en résultent s'auto-assemblent en une structure qui se rapproche du virus réel, contribuant à améliorer la réponse immunitaire. Il prétend avoir déjà testé ce système sur le virus RSV, un pathogène récalcitrant qui a jusqu'à présent résisté aux tentatives de vaccination. Cette approche semble suffisamment prometteuse pour que la CEPI ait injecté jusqu'à présent 4 millions de dollars en vue de lancer des essais de phase I d'ici la fin du printemps 2020.

 

De la même manière, la société Sanofi prend un extrait de code génétique de SARS-CoV-2 et l'épisse – également via le baculovirus – dans des lignées cellulaires d'insectes. Son avantage, présenté au gouvernement américain qui a procédé à une grosse injection de fonds, est que Sanofi dispose déjà d'une installation approuvée par la FDA qui pourrait produire 600 millions de doses par an de tout vaccin résultant.

 

Les plantes peuvent également être modifiées pour produire des protéines virales. La société Medicago travaille dans ce but avec Nicotiana benthamiana, un proche parent du tabac qui pousse à l'état sauvage dans l'outback australien. Pour accélérer les choses, au lieu d'ajouter de nouveaux gènes aux noyaux de cellules et de régénérer des plantes entières à partir de ces cellules uniques (comme cela se produit avec le génie génétique végétal conventionnel), elle utilise le vecteur Agrobacterium pour transférer l'ADN recombinant directement dans le noyau de cellules foliaires à maturité. Cet ADN permet la production des protéines virales souhaitées sans jamais être intégré dans le génome, permettant aux protéines d'être récoltées à partir de feuilles transformées de manière transitoire en quelques jours.

 

En utilisant ce système, Medicago prétend avoir produit une particule de type viral du coronavirus dans les 20 jours suivant la disponibilité de la séquence génétique du SARS-CoV-2. Le gouvernement du Canada a rapidement investi des millions de dollars dans ces efforts.

 

 

Il faut plus d'argent

 

Étonnamment, étant donné que la pandémie de coronavirus menace désormais de dévaster les sociétés et les économies de la planète à une échelle qui ne serait dépassée que une guerre mondiale, cet effort est encore à court d'argent. La CEPI a lancé un appel urgent pour un financement, cherchant à lever 2 milliards de dollars : elle indique que 375 millions de dollars d'ici fin mars suffiront pour permettre à quatre à six candidats vaccins de passer rapidement aux essais de phase 2/3.

 

Les scientifiques espèrent aussi que le SRAS-CoV-2 ne mute pas rapidement comme les virus de la grippe ont tendance à le faire, ce qui réduirait probablement l'efficacité de n'importe quel vaccin. Jusqu'à présent, selon des chercheurs ayant étudié 1.000 échantillons du virus dans le monde, cela ne semble pas être le cas.

 

Cela signifie que la course à la recherche d'un vaccin, et à sa production dans un délai suffisant pour sauver la situation avant que le monde ne sombre dans une dépression économique et que des millions de personnes meurent, a de bonnes chances de succès – et que tout vaccin produit avec succès conférerait probablement immunité durable.

 

Pendant ce temps, toute l'humanité attend. Et si les scientifiques réussissent à relever ce défi pressant, ce sera probablement dû à la génétique moderne. Bien que « génie génétique » aient été autrefois un gros mot, il pourrait maintenant littéralement aider à sauver le monde.

 

___________

 

* Source : https://allianceforscience.cornell.edu/blog/2020/03/science-to-the-rescue-how-modern-genetics-could-help-save-the-world-from-coronavirus/

 

Partager cet article
Repost0
Pour être informé des derniers articles, inscrivez vous :
Commenter cet article

biotausaurus 15/04/2020 10:38

Nicotiana benthamiana et seppi fume la moquette?

fm06 15/04/2020 11:05

Quel commentaire hautement constructif, merci, c'est vraiment sympa de partager des infos aussi essentielles.

Je vois que par votre pseudo vous assumez votre place :-D