Vaccin universel contre les coronavirus : les essais cliniques commencent cette année

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Le coronavirus à l’origine de la pandémie actuelle n’est pas le premier à passer de l’animal à l’humain et ce ne sera pas le dernier. Les vaccins contre le SARS-CoV-2 ont été développés en un temps record et fonctionnent bien. Mais maintenant, nous avons besoin de toute urgence d’un autre type de vaccin, selon les scientifiques : un vaccin qui nous protégera contre d’autres coronavirus, même ceux que nous n’avons pas encore rencontrés. C’est un défi de taille, mais les travaux de développement d’un tel vaccin universel ont déjà commencé, les premiers essais cliniques sur des candidats potentiels devant commencer plus tard cette année.

Au cours des 20 dernières années, l’humanité a subi trois flambées de maladies causées par de nouveaux coronavirus : le SRAS, le MERS et maintenant la COVID. Les deux premières sont très meurtrières — jusqu’à 35% des personnes qui contractent le MERS et 10% de celles atteintes du SRAS meurent —, mais elles ne sont pas très transmissibles. La COVID est hautement transmissible, mais pas aussi mortelle : jusqu’à présent, jusqu’à environ 1% des personnes qui l’ont contracté sont décédées.

Avec un certain nombre d’autres coronavirus sur le point de passer des animaux aux humains, il y en aura presque certainement un quatrième. Et comme Wayne Koff, PDG du consortium mondial Human Vaccines Project, le souligne, si le prochain coronavirus est aussi transmissible que le SARS-CoV-2 et aussi mortel que les virus qui causent le SRAS ou le MERS, « d’ici un an, nous pourrions avoir 100 millions de morts ».

La solution à cette menace est évidente, déclare Anthony Fauci, directeur de l’Institut national américain des allergies et des maladies infectieuses (NIAID). « Nous aimerions développer un vaccin universel contre tous les coronavirus. Si le prochain coronavirus est aussi transmissible que celui-ci et aussi mortel que celui du MERS, 100 millions de personnes pourraient mourir ».

Identifier des épitopes universels

Un vaccin universel contre les coronavirus devrait identifier une région du virus qui fait tellement partie intégrante de sa survie qu’elle est conservée dans tous les coronavirus et ne change pas à mesure que les virus mutent. Les virologues pensent que ces régions hautement conservées pourraient être des épitopes universels — des régions stimulant le système immunitaire — qui pourraient être utilisés pour fabriquer un vaccin efficace contre plusieurs coronavirus.

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Jusqu’à présent, il n’est même pas certain que nous puissions fabriquer un vaccin qui protège contre toutes les variantes du SARS-CoV-2, sans parler des coronavirus en général. Mais il y a des signes indiquant qu’un vaccin universel pourrait être envisagé. Les appels à en créer un ont commencé en 2014, quand Abul Islam et Refat Sharmin de l’Université de Dhaka au Bangladesh ont découvert un épitope dans une enzyme qui était commune à tous les coronavirus humains connus, et l’ont suggéré comme cible pour un vaccin universel. Mais l’étude n’a pas eu de suites.

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Image 3D d’un ARN polymérase ARN-dépendant viral, dont l’épitope WDYPKCDRA (indiqué en vert) est hautement conservé chez de nombreux coronavirus. © R. Sharmin & Abul Islam, 2014

Selon Luca Giurgea du NIAID, les scientifiques acceptent maintenant la nécessité d’au moins essayer. En mai 2020, lui et deux collègues ont publié un article d’opinion dans la revue NPJ Vaccines. Ils ont exhorté le monde à ne pas se concentrer uniquement sur les vaccins contre le SARS-CoV-2, mais à voir plus grand. « Nous avons été confrontés à un certain scepticisme. Maintenant que nous commençons à obtenir des données suggérant que certains des vaccins ont une efficacité moindre contre les nouvelles variantes, nous assistons enfin à un changement considérable d’attention vers des vaccins plus largement protecteurs », déclare Giurgea.

Cibler des régions conservées chez tous les coronavirus

La bonne nouvelle est que les coronavirus présents et futurs sont susceptibles d’avoir des caractéristiques communes qu’un vaccin universel pourrait exploiter. En plus de l’épitope découvert par Islam et Sharmin en 2014, il existe également des protéines de pointe que les coronavirus utilisent pour pénétrer dans nos cellules. Celles du SARS-CoV, le virus qui cause le SRAS, et du SARS-CoV-2, sont à environ 78% identiques en matière de séquence des acides aminés qui les composent.

Ces régions hautement conservées doivent être biologiquement importantes et donc présenter une cible pour les vaccins, car il est peu probable que les coronavirus puissent y échapper en mutant, étant donné que de tels changements rendraient probablement le virus inactif. Les preuves immunologiques suggèrent également qu’il existe des aspects conservés de plusieurs coronavirus, étant donné que les anticorps dirigés contre l’un peuvent protéger contre un autre. Par exemple, les anticorps de personnes qui se sont rétablies du SRAS sont parfois protecteurs contre le SARS-CoV-2, et vice versa.

Il est également possible de générer chez la souris des anticorps efficaces contre le SRAS, le MERS et la COVID. De même, les animaux immunisés contre le SARS-CoV ont acquis une résistance au SARS-CoV-2, ainsi qu’à un coronavirus de chauve-souris semblable au SRAS qui a déjà été identifié comme une menace pour l’Homme.

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La découverte de ces anticorps largement neutralisants, capables de reconnaître les épitopes de plusieurs coronavirus différents, suggère fortement qu’un vaccin universel est possible, déclare l’immunologiste Dennis Burton du Scripps Research Institute. La partie difficile consiste à déterminer exactement quels fragments du virus stimulent la production de ces anticorps largement neutralisants afin de concevoir un vaccin basé sur eux. Mais plusieurs équipes de recherche tentent de faire exactement cela.

Plusieurs vaccins universels en préparation

Par exemple, Ralph Baric de l’École de médecine de l’Université de Caroline du Nord et ses collègues ont isolé les anticorps d’une personne qui avait été infectée par le SARS-CoV et ont identifié ceux qui protégeaient largement contre d’autres coronavirus, y compris le SARS-CoV-2. Ils ont ensuite peaufiné les anticorps en utilisant le génie génétique pour les rendre encore plus puissants. Enfin, ils ont analysé ces anticorps suralimentés pour déterminer à quelle région de la protéine de pointe ils se liaient, car celle-ci doit être hautement conservée et pourrait être le talon d’Achille du virus.

« Il existe clairement des épitopes de neutralisation croisée majeurs et si nous voulons développer des vaccins à large spectre, nous devons identifier où se trouvent ces épitopes », explique Baric. Une autre approche consiste à fabriquer des protéines artificielles portant les caractéristiques des protéines de pointe de plusieurs coronavirus humains et animaux. Il a déjà été démontré qu’un vaccin expérimental basé sur cette approche induisait une large immunité contre plusieurs coronavirus dans un modèle murin.

proteine artificielle pointe coronavirus
Gauche : protéine artificielle contenant les épitopes de protéine de pointe de plusieurs souches de coronavirus. Droite : tests immunologiques impliquant la protéine artificielle (violet) et des variantes de cette protéine pour différents coronavirus. L’on constate que les anticorps réagissent fortement aux épitopes contenus à la surface de la protéine artificielle. © Alexander A. Cohen et al. 2021

Les chercheurs du Laboratoire national de Los Alamos au Nouveau-Mexique ont également un vaccin universel en préparation. Bette Korber, qui dirige la recherche sur le vaccin universel contre les coronavirus, affirme qu’il existe un certain nombre de régions hautement conservées dans tout le groupe de coronavirus, notamment le SARS-CoV, le SARS-CoV-2, le MERS-CoV (le virus responsable du MERS) et certains virus qui causent le rhume.

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Des études montrent que ces régions peuvent être utilisées pour provoquer une réponse immunitaire des lymphocytes T chez la souris. Les cellules T tuent les cellules infectées et ne sont normalement pas l’objectif principal d’un vaccin. Cependant, il pourrait être utile d’ajouter ces épitopes hautement conservés aux vaccins existants pour obtenir une réponse immunitaire plus large.

Enfin, il existe une poignée d’entreprises de biotechnologie qui ont également comme projet un vaccin universel commercial. ConserV Bioscience au Royaume-Uni déclare développer un vaccin à ARNm qui couvre tout le spectre des coronavirus, y compris ceux qui causent le rhume, bien qu’il n’ait pas révélé exactement comment son vaccin fonctionne.

L’objectif est de développer un vaccin qui pourrait être administré aux gens toutes les quelques années pour éviter une future pandémie, déclare le PDG Kimbell Duncan. Le vaccin est en test préclinique et pourrait entrer dans les premiers essais humains cette année. Une autre société, VBI Vaccines, dans le Massachusetts, a déclaré qu’elle prévoyait de commencer plus tard cette année des essais sur l’Homme d’un vaccin universel ciblant les protéines de pointe du SARS-CoV, du SARS-CoV-2 et du MERS-CoV.

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