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Atténué, à vecteur viral ou à ARN messager : quels sont les différents types de vaccins ?

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Pour faire face au coronavirus, plus de 20 vaccins sont en cours de développement.
Pour faire face au coronavirus, plus de 20 vaccins sont en cours de développement.
© Getty - Yulia Reznikov

La course aux vaccins pour éradiquer le Covid-19 a montré qu'il existait non pas un seul type de vaccin, mais bel et bien plusieurs façons de créer une réponse immunitaire pour affronter le SARS-Cov-2. Mais comment fonctionnent, plus précisément, ces vaccins ? France Culture fait le point.

Pfizer/BioNTech, Moderna, AstraZeneca, Johnson & Johnson ou encore Spoutnik V et Sinovac... Face au Covid-19, la liste des vaccins est longue : plus de 20 vaccins ont été créés ou sont en cours de développement. Mais ces vaccins semblent aussi plus complexes que les vaccins “traditionnels”. Voilà maintenant venus les vaccins à ARN, les vaccins à ADN, les vaccins recombinants ou encore les vaccins à vecteurs viraux… Que signifient, au juste, ces différentes dénominations ? 

Pour expliquer cela convenablement, il convient d’abord de faire un rapide rappel de la façon dont les défenses immunitaires du corps humain réagissent à un agent pathogène, qu’il s’agisse d’un virus, d’une bactérie ou encore d’un parasite. Ces agents se composent de molécules qui leur sont uniques et qui vont être détectées par le corps humain pour apporter une réponse immunitaire appropriée : on nomme ces parties des agents pathogènes les antigènes. Une fois ces antigènes reconnus par le corps humain, ce dernier produit des anticorps, qui vont se lier à ces antigènes afin de les neutraliser. Le complexe anticorps-antigènes est alors détruit.

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Tout au long de son existence, le corps humain peut rencontrer des millions d’antigènes différents. Une fois qu'un type d’antigène a été rencontré et mémorisé, notre système immunitaire sera capable de le reconnaître plus rapidement et donc de produire les anticorps nécessaires pour combattre l’agent pathogène : on parle alors d’immunité spécifique ou acquise.  

Mais si le corps humain est capable de reconnaître un antigène, alors quelle est l’utilité d’un vaccin ? Dans le cas de certaines maladies, comme le Covid-19, le système immunitaire échoue à détecter les antigènes suffisamment rapidement pour assurer une réponse efficace face au virus. La vaccination a donc pour objectif d’accélérer le processus naturel : l'objectif du vaccin est de permettre au corps humain de détecter l’antigène en amont d’une contamination par l’agent pathogène. Lors d’un second contact avec l’antigène, le système immunitaire sera ainsi d’ores et déjà en capacité de créer les anticorps nécessaires pour résister au virus ou à la bactérie. Dans le cas du coronavirus, les différents vaccins se focalisent tous sur un antigène spécifique : la protéine Spike, souvent surnommée "protéine S". 

Des flacons contenant le vaccin pour le coronavirus.
Des flacons contenant le vaccin pour le coronavirus.
© Getty - MarsBars

Sinovac, Sinofarm : le vaccin atténué ou inactivé

C’est le vaccin dans sa forme la plus classique, celle qui est traditionnellement utilisée pour vacciner contre de nombreuses maladies. Il existe deux types principaux de vaccins : les vaccins "atténués" et les vaccins "inactivés".

Dans le cas des vaccins atténués, il s'agit d'agents infectieux (virus ou bactéries) affaiblis à l'aide de différents procédés, de façon à ce qu'ils ne déclenchent pas la maladie ou alors de façon totalement bénigne. C'est le cas notamment du vaccin contre la rougeole, les oreillons, et la rubéole (le ROR), ainsi que les vaccins contre la fièvre jaune et la fièvre typhoïde.

Les vaccins dits "inactivés" contiennent quant à eux des agents infectieux morts, ce qui n'empêche pas pour autant le système immunitaire de se mobiliser pour les affronter. On parle de vaccins inactivés pour le tétanos, la diphtérie, la poliomyélite, les hépatites A et B, la grippe, l'encéphalite à tique ou japonaise, et la méningite. Ces vaccins "inactivés" contiennent également des adjuvants qui permettent d'augmenter la réponse immunitaire contre l’antigène microbien contenu dans le vaccin. Ils amplifient le signal de danger, ce qui permet au système immunitaire de mieux détecter l'agent infectieux et de le combattre : il permet ainsi d'éviter d'injecter une substance étrangère à l'organisme en trop grande quantité.

Les solutions injectées contiennent également des conservateurs, des antibiotiques et des stabilisateurs, nécessaires pour empêcher le vaccin de se dégrader dans le temps et de perdre en efficacité.

A l’heure actuelle, aucun vaccin atténué ou inactivé n’a été autorisé sur le marché en France pour contrer le coronavirus. En revanche les vaccins Sinovac et Sinofarm, des vaccins inactivés, l’ont été en Chine.  

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Pfizer/BioNTech, Moderna : les vaccins à ARN messager

Ces nouveaux vaccins à acides nucléiques ont été à l’origine de beaucoup d’inquiétudes. Ils utilisent le même principe que les vaccins classiques : créer un “leurre” qui va permettre au système immunitaire de détecter l’antigène d’un agent infectieux.

La différence se joue sur la façon de créer ce leurre. Là où les vaccins atténués ou inactivés introduisent une version altérée de l’agent infectieux, les vaccins à acides nucléiques consistent à faire produire directement un fragment de l’agent pathogène par le corps humain. 

L’ARN messager, pour acide ribonucléique messager, est une copie temporaire d’une section de notre ADN. Les vaccins à ARN consistent ainsi à injecter dans notre organisme un brin d’ARN, qui va en quelque sorte fournir des instructions d’assemblage. Nos cellules vont alors créer des protéines spécifiques à un virus, ce qui va permettre au corps humain de détecter cette protéine, de l'identifier, puis de la combattre.  

Dans le cas du coronavirus, nos cellules vont produire d’elles-mêmes la protéine Spike, ou spicule. Les spicules sont les picots qui hérissent la couche extérieure des coronavirus et qui lui servent de porte d’entrée pour infecter les cellules. Mais les spicules sont inoffensives en elles-mêmes : en fabriquant puis en détectant ces dernières, le système immunitaire va fabriquer les anticorps qui vont permettre de faire rempart au coronavirus. La protéine S va être repérée par le système immunitaire, qui va la bloquer avant qu’elle n’infecte les cellules.

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Si ces vaccins ont tant fait parler, c’est parce qu’ils touchent directement à une inquiétude : étant eux-mêmes génétiquement modifiés, sont-ils en mesure de modifier à leur tour notre ADN ? La réponse est non, comme le rappelait Bruno Pitard, directeur de recherche CNRS et chercheur Inserm au centre de recherche en immunologie Nantes-Angers dans Les Idées Claires :

L'ARN messager utilisé pour la vaccination n'a pas pour objectif d'aller dans le noyau. Seul le cytoplasme est nécessaire à son fonctionnement. Dans une cellule, il y a plusieurs compartiments, il y a une grande membrane extracellulaire. Après, à l'intérieur, il y a différents organites. Et puis, au centre, il y a un noyau qui contient toutes les molécules d'ADN. Les molécules d'ADN sont là pour conduire à la production de certaines protéines nécessaires au fonctionnement de la cellule. Les ARN messagers sont localisés dans un autre endroit. Ils ne sont pas localisés dans le noyau. 

Il est important de préciser que si la technologie du vaccin à ARN messager est relativement nouvelle en ce qui concerne des essais sur l’homme, elle n’a en revanche rien de neuf : les recherches à son sujet ont commencé il y a plusieurs décennies et de nombreux essais sur des animaux s’étaient d’ores et déjà révélés concluants.

Plusieurs vaccins utilisent cette technologie : les vaccins Pfizer/BioNTech et Moderna ont d’ores et déjà été mis sur le marché. Le vaccin du laboratoire allemand CureVac est encore à l’essai. 

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Astrazeneca, Johnson & Jonhson, Spoutnik V : les vaccins à vecteur viral ou recombinants

Les vaccins à vecteur viral utilisent une version d’un virus atténué pour donner des instructions, sous la forme d’un code génétique, aux cellules de notre corps.

On utilise, pour cette mission, des virus de la famille des Adenoviridae : ces virus très variés (il en existe plus de 80 types), sont très bien connus de la communauté scientifique, qui est parvenue à les modifier de façon à ce qu’ils ne puissent plus se répliquer, mais qu’ils puissent toujours infecter une cellule. C’est pour cette raison que l’on nomme également les vaccins à vecteur viral des “vaccins à adénovirus recombinant” ou simplement “vaccins recombinants”.  

Contrairement à un vaccin classique, qui contient une version atténuée ou tuée d’un virus, le “virus à vecteur viral” utilise donc un autre virus vivant, rendu inoffensif, auquel on a greffé le code de la protéine contre laquelle on veut induire une immunité. Le virus va entrer dans la cellule et y délivrer son ADN. Cette dernière va alors convertir l’ADN du virus en ARN, puis créer les protéines du virus… en l’occurrence, celles qui ont été préalablement greffées à son génome. L’adénovirus opère donc comme une sorte de cheval de Troie. Le système immunitaire va alors détecter ces protéines et produire les anticorps adaptés. 

Dans le cadre du coronavirus il s’agit, une fois encore, de la fameuse protéine S, ou Spike. 

Dans l’immédiat, trois types d’adénovirus sont utilisés pour les vaccins : un adénovirus de chimpanzé pour l’AstraZeneca-Oxford (dont le nom est désormais Vaxzevria), l’adéno 26 par le laboratoire américain Johnson & Johnson, ou encore l’adéno 5 pour le vaccin chinois développé par le laboratoire CanSino Biologics Inc.. Le vaccin Spoutnik V, du laboratoire de recherche russe Gamaleya, utilise quant à lui des souches d’adéno 5 et 26.

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Novavax, Sanofi-GSK : les vaccins à sous-unité protéique

Ce type de vaccin est encore moins connu et pour cause : aucun d’entre eux n’a encore été mis sur le marché, même si l'entreprise de biotechnologie américaine Novavax espère déposer une demande d’autorisation au cours du second trimestre 2021.

Les vaccins sous-unitaires ne contiennent pas de composants vivants de l’agent pathogène, mais uniquement des fragments antigéniques. Autrement dit, le vaccin va présenter uniquement une protéine spécifique, isolée de son agent pathogène. Dans le cas du coronavirus, il s’agit toujours de la protéine Spike, présente sur la surface du SARS-CoV-2. 

Au même titre que les vaccins inactivés, les vaccins sous-unitaires ne contiennent pas de composants vivants : ils sont donc jugés très sûrs. Ce type de vaccins est d’ores et déjà utilisé pour protéger de la grippe ou contre l’hépatite B. 

Le vaccin le plus avancé de ce type est le vaccin du laboratoire Novavax. Les laboratoires français Sanofi Pasteur et anglais GSK travaillent de concert à un vaccin dont la phase 3 devrait débuter au second trimestre 2021. 

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