Comment fonctionne un vaccin à ARN messager ?
Utilisée à très grande échelle pour la première fois contre le Covid-19, la technologie de l'ARN messager est le fruit de décennies de recherche. Voici comment elle fonctionne.
Un vaccin a toujours le même objectif : apprendre au système immunitaire à reconnaître un agent pathogène avant de le rencontrer pour de vrai. Les vaccins classiques apportent pour cela un virus inactivé, atténué ou une de ses protéines. Les vaccins à ARN messager procèdent autrement : ils apportent la recette qui permet à nos propres cellules de fabriquer cette protéine.
L'ARN messager, un mode d'emploi temporaire
Dans nos cellules, l'ADN contient les plans de toutes les protéines. Pour fabriquer une protéine, la cellule en copie le plan sous forme d'ARN messager, une molécule de courte durée de vie. Cet ARN messager est lu par des machines cellulaires, les ribosomes, qui assemblent la protéine correspondante. Puis l'ARN est dégradé.
Un vaccin à ARN messager apporte donc une copie de ce type, qui code une protéine caractéristique du virus. Contre le Covid-19, il s'agissait de la protéine Spike, qui hérisse la surface du coronavirus.
Les étapes, une à une
- L'emballage : l'ARN, fragile, est enveloppé dans de minuscules gouttelettes de lipides, les nanoparticules lipidiques, qui le protègent et l'aident à entrer dans les cellules.
- L'injection : après l'injection dans le muscle, les nanoparticules sont absorbées par des cellules proches du point d'injection.
- La fabrication : dans le cytoplasme de ces cellules, les ribosomes lisent l'ARN et produisent la protéine virale.
- La présentation : la protéine, ou des fragments de celle-ci, est exposée au système immunitaire.
- La réponse : le système immunitaire produit des anticorps et active des lymphocytes T capables de reconnaître cette protéine.
- La mémoire : des cellules mémoires restent prêtes à réagir rapidement en cas d'infection réelle.
L'ARN ne modifie pas l'ADN
C'est une question fréquente. L'ARN messager du vaccin reste dans le cytoplasme de la cellule : il n'entre pas dans le noyau, où se trouve l'ADN, et ne peut pas s'intégrer à notre génome. Il est rapidement dégradé par la cellule, comme tous les ARN messagers, après avoir servi à produire la protéine.
Le vaccin n'apporte jamais le virus lui-même, seulement la recette d'une seule de ses protéines.
Des décennies de recherche
La technologie n'est pas apparue en 2020. Les chercheurs travaillent sur l'ARN messager depuis les années 1990. Un obstacle majeur était la réaction inflammatoire déclenchée par l'ARN injecté. Les travaux de Katalin Karikó et Drew Weissman ont montré qu'en modifiant légèrement certains éléments de l'ARN, on limitait cette réaction tout en améliorant la production de protéine. Ces travaux leur ont valu le prix Nobel de physiologie ou médecine en 2023. Les progrès des nanoparticules lipidiques ont fait le reste.
Les atouts de la technologie
- La rapidité : une fois la séquence génétique d'un virus connue, un vaccin candidat peut être conçu très vite.
- La souplesse : changer de cible revient à changer la séquence de l'ARN, avec un procédé de fabrication proche.
- La fabrication : pas besoin de cultiver le virus.
Ses contraintes : l'ARN est fragile et certaines formulations exigent une conservation au froid, parfois très basse.
Et demain ?
La recherche explore l'ARN messager pour d'autres maladies infectieuses, comme la grippe ou le virus respiratoire syncytial, mais aussi contre certains cancers, avec des vaccins thérapeutiques conçus pour aider le système immunitaire à reconnaître les cellules tumorales d'un patient. Plusieurs de ces pistes sont encore en cours d'essais cliniques.
Questions fréquentes
Combien de temps l'ARN reste-t-il dans l'organisme ?
Il est dégradé en quelques jours par les mécanismes naturels de la cellule. La protéine produite disparaît elle aussi progressivement.
Pourquoi des rappels sont-ils parfois nécessaires ?
La protection peut diminuer avec le temps, et les virus peuvent évoluer. Un rappel stimule à nouveau la mémoire immunitaire.
Où trouver des informations officielles sur les vaccins ?
Auprès de son médecin ou de son pharmacien, et sur les sites des autorités de santé comme la Haute Autorité de santé ou l'Agence nationale de sécurité du médicament.