Qu’est-ce que l’ARNm ? La molécule messagère qui se trouve dans chaque cellule vivante depuis des milliards d’années est l’ingrédient clé de certains vaccins COVID-19

Par Penny Riggs, Professeure associée de Génomique fonctionnelle et vice-présidente associée pour la Recherche, Texas A&M University

La molécule appelée ARNm a été l’une des vedettes surprenantes de la réponse à la pandémie de coronavirus. Il s’agit de l’ingrédient clé des vaccins Pfizer et Moderna contre la COVID-19. Mais l’ARNm lui-même n’est pas une nouvelle invention de laboratoire. Il a évolué il y a des milliards d’années et se trouve naturellement dans chaque cellule de votre corps. Les scientifiques pensent que l’ARN est apparu dans les premières formes de vie, avant même l’existence de l’ADN.

Voici un cours accéléré sur ce qu’est l’ARNm et le rôle important qu’il joue.

L’intermédiaire génétique

Vous connaissez probablement l’ADN. Il s’agit de la molécule qui contient tous vos gènes codés en quatre lettres : A, C, G et T.

L’ARN transporte l’information génétique de l’ADN dans le noyau hautement protégé vers le reste de la cellule, où des structures appelées ribosomes peuvent construire des protéines selon le plan de l’ADN. via Getty Images Plus

Des sections du code de l’ADN sont transcrites en messages abrégés qui sont des instructions pour fabriquer des protéines. Ces messages – l’ARNm – sont transportés vers la partie principale de la cellule. Une fois l’ARNm arrivé, la cellule peut produire des protéines particulières à partir de ces instructions.

La structure de l’ARN est similaire à celle de l’ADN mais présente quelques différences importantes. L’ARN est un simple brin de lettres de code (nucléotides), alors que l’ADN est à double brin. Le code de l’ARN contient un U au lieu d’un T : uracile au lieu de thymine. Les structures de l’ARN et de l’ADN ont toutes deux un squelette constitué de molécules de sucre et de phosphate, mais le sucre de l’ARN est le ribose et celui de l’ADN le désoxyribose. Le sucre de l’ADN contient un atome d’oxygène de moins et cette différence se reflète dans leurs noms : L’ADN est le surnom de l’acide désoxyribonucléique, tandis que l’ARN est l’acide ribonucléique.

Des copies identiques d’ADN se trouvent dans chaque cellule d’un organisme, qu’il s’agisse d’une cellule pulmonaire, d’une cellule musculaire ou d’un neurone. L’ARN est produit selon les besoins en réponse à l’environnement cellulaire dynamique et aux besoins immédiats de l’organisme. Le rôle de l’ARNm est d’aider à activer la machinerie cellulaire pour construire les protéines, codées par l’ADN, qui sont appropriées à ce moment et à cet endroit précis.

Le processus de conversion de l’ADN en ARNm puis en protéines est à la base du fonctionnement de la cellule.

Programmé pour s’autodétruire

En tant que messager intermédiaire, l’ARNm est un mécanisme de sécurité important dans la cellule. Il empêche les envahisseurs de détourner la machinerie cellulaire pour produire des protéines étrangères, car tout ARN extérieur à la cellule est instantanément ciblé pour être détruit par des enzymes appelées RNases. Lorsque ces enzymes reconnaissent la structure et le U du code de l’ARN, elles effacent le message, protégeant ainsi la cellule contre les fausses instructions.

L’ARNm donne également à la cellule un moyen de contrôler le taux de production des protéines, en activant ou désactivant les plans selon les besoins. Aucune cellule ne veut produire d’un seul coup toutes les protéines décrites dans l’ensemble de son génome.

Les instructions de l’ARNm sont programmées pour s’autodétruire, comme un texte ou un message snapchat qui disparaît. Les caractéristiques structurelles de l’ARNm : le U du code, sa forme monocaténaire, son sucre ribose et sa séquence spécifique, font que l’ARNm présente une demi-vie courte. Ces caractéristiques se combinent pour permettre au message d’être « lu », traduit en protéines, puis rapidement détruit, en quelques minutes pour certaines protéines qui doivent être étroitement contrôlées, ou en quelques heures pour d’autres.

Une fois que les instructions ont disparu, la production de protéines s’arrête jusqu’à ce que les usines à protéines reçoivent un nouveau message.

Exploiter l’ARNm pour la vaccination

Toutes les caractéristiques de l’ARNm l’ont rendu très intéressant pour les concepteurs de vaccins. L’objectif d’un vaccin est d’amener le système immunitaire à réagir à une version inoffensive ou à une partie d’un virus, de sorte que lorsque vous rencontrez le vrai virus, vous êtes prêt à le combattre. Les chercheurs ont trouvé un moyen d’introduire et de protéger un message ARNm contenant le code d’une partie de la protéine spike à la surface du virus SARS-CoV-2.

Le vaccin fournit juste assez d’ARNm pour fabriquer juste assez de protéines spike pour que le système immunitaire d’une personne génère des anticorps qui la protègent si elle est exposée ultérieurement au virus. L’ARNm du vaccin est rapidement détruit par la cellule, comme le serait tout autre ARNm. L’ARNm ne peut pas pénétrer dans le noyau de la cellule et ne peut pas affecter l’ADN d’une personne.

Bien qu’il s’agisse de nouveaux vaccins, la technologie sous-jacente a été développée il y a de nombreuses années et améliorée progressivement au fil du temps. Par conséquent, l’innocuité de ces vaccins a été bien testée. Le succès de ces vaccins ARNm contre le COVID-19, en termes de sécurité et d’efficacité, laisse présager un avenir radieux pour les nouvelles thérapies vaccinales qui peuvent être rapidement adaptées aux nouvelles menaces émergentes. Des essais cliniques préliminaires utilisant des vaccins à ARNm ont déjà été réalisés pour la grippe, le Zika, la rage et le cytomégalovirus. Il est certain que des scientifiques créatifs envisagent et développent déjà des thérapies pour d’autres maladies ou troubles qui pourraient bénéficier d’une approche similaire à celle utilisée pour les vaccins contre le COVID-19.

Traduction par Citizen4Science – Article original paru dans The Conversation : lien vers l’article original