Ils se sont distingués pour « leurs découvertes concernant les modifications des bases nucléosidiques qui ont permis le développement de vaccins à ARNm efficaces contre le Covid-19« . Katalin Karikó est professeure à l’université Sagan en Hongrie ainsi qu’à l’université de Pennsylvanie, où elle a travaillé avec Drew Weissman son co-lauréat sur les recherches aujourd’hui primées.

« Les lauréats ont contribué au développement à un rythme sans précédent de vaccins à l’occasion d’une des plus grandes menaces pour la santé humaine dans les temps modernes »,

Katalin Karikó est biochimiste, et depuis 2021 vice-présidente senior de BioNTech, le laboratoire pharmaceutique qui a développé le vaccin contre le Covid en collaboration avec Pfizer.

L’an dernier, elle avait reçu le prix BreakThrough Prize Life Sciences pour ces mêmes travaux sur l’ARNm qui l’occupent depuis des décennies. Sa reconnaissance a été très progressive, sachant qu’elle a été longtemps très marginalisée par le milieu académique.

On se rappelle que l’an dernier, ce prix de physiologie ou de médecine avait été attribué également sur des recherches relatives à ce qui se trame au cœur de nos cellules en lien avec le code génétique, puisque le suédois Svante Paabo avait été distingué pour ses recherches sur l’ADN de Néandertal, permettant d’obtenir des informations précieuses sur le système immunitaire y compris dans le cadre du Covid-19.

920 000 euros attribués aux lauréats

C’est la valeur des onze millions de couronnes suédoises, et c’est un montant qui a été relevé par la Fondation Nobel, tel qu’elle l’avait annoncé le mois dernier.
La distribution se poursuit à rythme quotidien, avec demain la chimie, puis la littérature, la paix vendredi et enfin, l’économie lundi prochain.

Image d’en-tête : source Nobel Prize Assembly

Pour aller plus loin

Schweizerhalle est un site de production chimique connu du grand public pour la catastrophe écologique datant de 1986 en raison de l’incendie d’une usine du laboratoire Sandoz. Sandoz n’est autre qu’un laboratoire pharmaceutique qui a donné naissance à Novartis, issu de la fusion des groupes Sandoz et Ciba-Geigy en 1996. L’eau qu’avait utilisé les pompiers pour éteindre l’incendie était fortement polluée, entraînant des dégâts après s’être déversées dans le Rhin. L’ensemble du bassin rhénan en avait souffert.

Cela n’empêche pas le laboratoire Novartis d’y ouvrir un nouvel établissement de production à la pointe de la technologie selon son communiqué de ce jour, pour mettre en œuvre ses ambitions en matière de médicaments basées sur l’ARN.

Le succès des vaccins contre le Covid à base d’ARNm (ARN messager) ne sont probablement pas étrangers à cette décision stratégique. Ainsi, Novartis nous apprend ouvrir des « sites de production ultramodernes » et même parmi les plus modernes au monde pour « les médicaments les plus complexes au monde ».

Investissement de 70 millions d’euros, Leqvio à l’honneur

Novartis justifie cet investissement par l’approche révolutionnaire que constitue les médicaments à base d’ARN pour la médecine. Mais le laboratoire ne part pas à vide, puisque l’installation flambant neuve sera exploitée dès ce jour pour la production de sa spécialité Leqvio® (inclisiran), hypocholestérolémiant qui agit au moyen d’une interaction avec l’ARN pour limiter la production de la protéine PCSK9.
Le nouveau site de production de Novartis entamé il y a deux ans comprend deux lignes de production de médicaments à ARN et s’étend sur trois étages. Le laboratoire explique qu’il s’agit d’un construction très complexe comportant 12 kilomètres de conduits et une centaine d’appareils différents. Il s’agit de technologie de fabricant hautement innovante qui se situe, selon Michael Wessels, responsable de la fabrication en Suisse, entre la fabrication de liaisons de bas poids moléculaires et les médicaments biologiques.

Petits ARN interférents (pARNi)

Les petits ARN interférents (en anglais siARN pour small interferent ARN) sont à la base de la production des médicaments à ARN. Ces molécules se catégorient entre lles composés monomoléculaires et les principes actifs biologiques. Plutôt que de bloquer une protéine existante nocive pour la maladie ciblée, les pARNi vont empêcher la production de la dite protéine nocive, en réduisant au silence l’ARNm impliqué. En résumé, il s’agit de petits ARN synthétiques, qui ont la particularité d’être à double brin, avec une séquence courte de 21 à 24 nucléotides, qui empêchent l’expression de gènes (qui produisent des protéines).

Restructuration mondiale

Le nouveau site de production de Novartis à Schweizerhalle emploie 200 personnes, pour un effectif Novartis total de 106 000 employés dans 140 pays.

En avril 2022, le géant pharmaceutique a engagé un plan de restructuration mondial. 8 000 suppressions d’emploi étaient prévues soit 7 % de ses effectifs, dont environ 400 emplois en France qui compte près 2 900 salairés (siège à Rueil-Malmaison, sites de production à Huningue en Alsace (médicaments biologiques) et les Ulis dans l’Essonne).

Pour aller plus loin

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Des médias variés ont fait état des résultats encourageants des essais cliniques d’un nouveau vaccin expérimental mis au point par la société de biotechnologie Moderna pour traiter le mélanome, un type agressif de cancer la peau .

Bien qu’il s’agisse potentiellement d’une très bonne nouvelle, il m’est apparu que les titres pouvaient être involontairement trompeurs. Les vaccins que la plupart des gens connaissent préviennent la maladie, alors que ce nouveau vaccin expérimental contre le cancer de la peau traite uniquement les patients déjà malades. Pourquoi l’appelle-t-on un vaccin s’il ne prévient pas le cancer ?

Je suis biochimiste et biologiste moléculaire et j’étudie les rôles que jouent les microbes dans la santé et les maladies. J’enseigne également la génétique du cancer aux étudiants en médecine et je m’intéresse à la manière dont le public comprend la science. Bien que les vaccins préventifs et thérapeutiques soient administrés dans un but différent, ils entraînent tous deux le système immunitaire à reconnaître et à combattre un agent pathogène spécifique à l’origine de la maladie.

Comment fonctionnent les vaccins préventifs ?

La plupart des vaccins sont administrés à des personnes en bonne santé avant qu’elles ne tombent malades afin de prévenir les maladies causées par des virus ou des bactéries. Il s’agit notamment des vaccins qui préviennent la polio, la rougeole, le COVID-19 et de nombreuses autres maladies. Les chercheurs ont également développé des vaccins pour prévenir certains types de cancers causés par des virus tels que les papillomavirus humains et le virus d’Epstein-Barr.

Le système immunitaire reconnaît des entités tels que certains microbes et allergènes qui n’ont pas leur place dans votre organisme et déclenche une série d’événements cellulaires pour les attaquer et les détruire. Ainsi, un virus ou une bactérie qui pénètre dans l’organisme est reconnu comme un élément étranger et déclenche une réponse immunitaire pour combattre l’envahisseur microbien. Il en résulte une mémoire cellulaire qui suscitera une réponse immunitaire encore plus rapide lors de la prochaine intrusion du même microbe.

Le problème est que, parfois, l’infection initiale provoque une maladie grave avant que le système immunitaire ne puisse organiser une réponse contre elle. Même si on est mieux protégé contre une deuxième infection, on a subi les conséquences potentiellement dommageables de la première.

C’est là qu’interviennent les vaccins préventifs. En présentant une version inoffensive ou une partie du microbe au système immunitaire, l’organisme peut apprendre à organiser une réponse efficace contre lui sans provoquer la maladie.

Par exemple, le vaccin Gardasil protège contre le virus du papillome humain, ou VPH, qui provoque le cancer du col de l’utérus. Il contient des composants protéiques présents dans le virus qui ne peuvent pas causer de maladie mais qui provoquent une réponse immunitaire qui protège contre une future infection par le VPH, prévenant ainsi le cancer du col de l’utérus.

Comment fonctionne le vaccin contre le cancer de Moderna ?

Contrairement au cancer du col de l’utérus, le mélanome de la peau n’est pas causé par une infection virale, selon les dernières données disponibles. Le vaccin expérimental de Moderna ne prévient pas non plus le cancer comme le fait le vaccin Gardasil-9.

Le vaccin Moderna entraîne le système immunitaire à combattre un envahisseur de la même manière que les vaccins préventifs que la plupart des personnes connaissent. Toutefois, dans ce cas, l’envahisseur est une tumeur, une version aberrante de cellules normales qui abrite des protéines anormales que le système immunitaire peut reconnaître comme étrangères et attaquer.

Quelles sont ces protéines anormales et d’où viennent-elles ?

Toutes les cellules sont constituées de protéines et d’autres molécules biologiques telles que les glucides, les lipides et les acides nucléiques. Le cancer est causé par des mutations dans les régions du matériel génétique, ou ADN, qui codent les instructions sur les protéines à fabriquer. Les gènes mutés produisent des protéines anormales, appelées néoantigènes, que l’organisme reconnaît comme étrangères. Cela peut déclencher une réponse immunitaire pour combattre une tumeur naissante. Cependant, il arrive que la réponse immunitaire ne parvienne pas à maîtriser les cellules cancéreuses, soit parce que le système immunitaire est incapable d’organiser une réponse suffisamment forte, soit parce que les cellules cancéreuses ont trouvé un moyen de contourner les défenses du système immunitaire.

Le vaccin expérimental de Moderna contre le mélanome contient des informations génétiques qui codent pour des parties des néoantigènes de la tumeur. Cette information génétique se présente sous forme d’ARNm, la même forme que celle utilisée dans les vaccins contre le Covid-19 de Moderna et Pfizer-BioNtech. Il est important de noter que le vaccin ne peut pas provoquer de cancer, car il ne code que pour de petites parties non fonctionnelles de la protéine. Lorsque les informations génétiques sont traduites en ces morceaux de protéines dans l’organisme, elles déclenchent une attaque du système immunitaire contre la tumeur. Idéalement, cette réponse immunitaire entraînera le rétrécissement et la disparition de la tumeur.

De façon remarquable, le vaccin Moderna contre le mélanome est conçu sur mesure pour chaque patient. Chaque tumeur est unique, et le vaccin doit donc l’être aussi. Pour personnaliser les vaccins, les chercheurs effectuent d’abord une biopsie de la tumeur du patient afin de déterminer les néoantigènes présents. Le fabricant du vaccin conçoit ensuite des molécules d’ARNm spécifiques qui codent pour ces néoantigènes. Lorsque ce vaccin ARNm personnalisé est administré, l’organisme traduit le matériel génétique en protéines spécifiques de la tumeur du patient, ce qui entraîne une réponse immunitaire contre la tumeur.

Combiner la vaccination et l’immunothérapie

Les vaccins sont une forme d’immunothérapie, car ils traitent les maladies en exploitant le système immunitaire. Cependant, d’autres médicaments anticancéreux d’immunothérapie ne sont pas des vaccins, car s’ils stimulent également le système immunitaire, ils ne ciblent pas de néoantigènes spécifiques.

En fait, le vaccin de Moderna est administré conjointement avec le médicament d’immunothérapie pembrolizumab, commercialisé sous le nom de Keytruda. Pourquoi deux médicaments sont-ils nécessaires ?

Certaines cellules immunitaires appelées lymphocytes T possèdent des composants moléculaires d’accélération et de freinage qui servent de points de contrôle pour s’assurer qu’elles ne sont activées qu’en présence d’un envahisseur étranger tel qu’une tumeur. Cependant, il arrive que les cellules tumorales trouvent le moyen de maintenir l’action de freinage des lymphocytes T et de supprimer la réponse immunitaire. Dans ces cas, le vaccin de Moderna identifie correctement la tumeur, mais les lymphocytes T ne peuvent pas y répondre.

Le pembrolizumab, en revanche, peut se lier directement à un composant du frein sur le lymphocyte T, désactivant le système de freinage et permettant aux cellules immunitaires d’attaquer la tumeur.

Ce n’est pas un vaccin préventif contre le cancer

Alors pourquoi le vaccin Moderna ne peut-il pas être administré à des personnes en bonne santé pour prévenir le mélanome avant qu’il ne se déclare ?

Les cancers sont très variables d’une personne à l’autre. Chaque mélanome présente un profil néoantigène différent qui ne peut être prédit à l’avance. Par conséquent, il est impossible de mettre au point un vaccin avant l’apparition de la maladie.

Le vaccin à ARNm expérimental contre le mélanome, qui en est encore aux premiers stades des essais cliniques, est un exemple de la nouvelle frontière de la médecine personnalisée. En comprenant la base moléculaire des maladies, les chercheurs peuvent explorer comment leurs causes sous-jacentes varient d’une personne à l’autre et proposer des options thérapeutiques personnalisées contre ces maladies.

Pour aller plus loin

Texte paru initialement en anglais dans The Conversation, traduit par la Rédaction. La traduction étant protégée par les droits d’auteur, ce article traduit n’est pas libre de droits. Nous autorisons la reproduction avec les crédits appropriés : « Citizen4Science/Science infuse » pour la version française avec un lien vers la présente page.

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