La mise au point de vaccins à base d'ARNm a ouvert aux chercheurs un tout nouvel outil dans la lutte contre le VIH.
Une nouvelle frontière dans la technologie médicale
Lorsque l'épidémie de COVID-19 (causée par le virus SARS-CoV-2) a commencé à se rapprocher du statut de pandémie, il était évident que la science devait trouver une solution efficace, efficiente et rapide pour la combattre. C'était le moment pour l'ARNm de briller ! Mais cette attention accrue pour l'ARNm pourrait-elle signifier qu'il pourrait bientôt être utilisé pour d'autres maladies comme le VIH ?
L'ARNm est un brin unique de matériel génétique utilisé pour transférer l'information génétique de l'ADN, protégé à l'intérieur du noyau cellulaire, à la machinerie de construction des protéines de la cellule, appelée ribosomes.
Depuis sa découverte en 1964, l'ARNm a été étudié par les scientifiques pour mieux comprendre le fonctionnement des cellules. Dans les années 1980, les scientifiques ont découvert comment construire des molécules d'ARNm en laboratoire. Il était alors possible d'envisager l'utilisation de l'ARNm comme traitement médical. Dans les années 1990, les premiers vaccins à ARNm concernaient la grippe. Le tout premier traitement à base d'ARNm, pour une forme rare de cécité, a été approuvé en 2017. Bien que la technologie de l'ARNm ne soit utilisée que depuis peu comme option thérapeutique, la molécule d'ARNm elle-même est étudiée depuis des décennies. Il s'agit d'un composé peu coûteux, d'origine naturelle, facilement modifiable et qui peut être fabriqué rapidement.
L'utilisation de l'ARNm pour combattre un virus commence par la compréhension de la signature génétique du virus. Cela se fait grâce au séquençage de l'ADN, qui indique aux scientifiques comment le matériel génétique du virus est agencé. La détermination du code génétique de COVID-19 nous aide à comprendre de quoi il est composé et comment il fonctionne. Le séquençage de l'ADN de COVID-19 a révélé que les protéines de pointe - des molécules qui dépassent des virus pour leur permettre d'infecter d'autres cellules - pourraient constituer une cible potentielle pour le système immunitaire et les vaccins à ARNm. Les scientifiques ont également découvert que les protéines de pointe de COVID-19 sont similaires à celles du VIH. En fait, COVID-19 et le VIH partagent plusieurs similitudes. Cela signifie que les connaissances acquises en comprenant et en combattant le COVID-19 pourraient potentiellement être appliquées à la lutte contre le VIH. Tout commence là où la vie commence, au niveau génétique.
ARNm et vaccins
L'ADN est notre plan génétique, qui ordonne à nos cellules de produire les protéines qui permettent à notre corps de remplir les fonctions nécessaires à la vie. Toutes les cellules de l'organisme partagent le même ADN, mais ont des fonctions différentes en fonction des protéines qu'elles fabriquent. Par exemple, les cellules de la peau fabriquent la kératine, la protéine des cheveux, et les cellules bêta du pancréas fabriquent l'insuline. Ces deux cellules ont le même ADN, mais il ne serait pas logique que les cellules bêta fassent pousser les cheveux ou que la peau produise de l'insuline. Ces cellules savent quelles protéines elles doivent fabriquer grâce à l'ARNm. L'ARNm est une molécule messagère qui transfère des instructions spécifiques de l'ADN, stocké en toute sécurité dans le noyau de la cellule, à la zone de construction des protéines de la cellule. Sans interagir avec votre ADN, les vaccins à ARNm utilisent ce mécanisme de messagerie cellulaire pour indiquer à vos propres cellules de fabriquer des protéines virales afin qu'elles puissent être présentées au système immunitaire de votre corps. Le système immunitaire produit alors des anticorps contre ces protéines, qui peuvent détecter et détruire des protéines virales similaires, appelées antigènes, qu'ils rencontreront à l'avenir. Il est possible que nous puissions faire cela pour l'ARNm des protéines du VIH.
"C'est comme essayer de trouver le talon d'Achille du virus du VIH".
Le Dr Mario Ostrowski, coresponsable du groupe de travail sur les vaccins et les immunothérapies du CTN, est un expert qui sait où le virus VIH désarme le système immunitaire. Son objectif ultime est de trouver un remède au virus. Selon lui, l'une des principales raisons pour lesquelles les technologies modernes de vaccination n'ont pas fonctionné pour le VIH est la variabilité unique du virus.
"Le VIH est un virus très diversifié. Comme il mute très rapidement, chaque personne vivant avec le VIH a un virus qui lui est propre. Son code génétique change constamment", a-t-il déclaré.
Le VIH mute des milliers de fois plus vite que le virus COVID-19, le SRAS-CoV-2. "Avec un taux de mutation aussi élevé, nous devons trouver des idées vraiment nouvelles", a déclaré le Dr Ostrowski. "De nombreux travaux sont en cours pour comprendre comment fabriquer un anticorps général contre le VIH afin qu'il puisse reconnaître n'importe quelle souche du VIH, quel que soit son degré de mutation. Il s'agit actuellement d'un obstacle majeur à la mise au point d'un vaccin contre le VIH".
Comme le système immunitaire détecte les antigènes qui se trouvent à la surface des particules indésirables, les protéines de pointe qui dépassent des virus sont leur cible commune. "Le VIH possède des protéines de pointe similaires à celles du SARS-CoV-2, mais les mutations de ces protéines de pointe pour le VIH sont encore plus variables", a expliqué le Dr Ostrowski. Bien que les mutations se produisent de manière aléatoire, les virus étant constitués de moins de pièces que les autres êtres vivants, le risque que des mutations aléatoires affectent les protéines de pointe est élevé. Les changements aléatoires au sein de la protéine spike peuvent avoir un impact sur la façon dont les virus sont reconnus par le système immunitaire et par les vaccins conçus pour soutenir le système immunitaire.
Tant que les mutations n'ont pas d'incidence sur leur cycle de vie, les virus peuvent persister tout en échappant au système immunitaire. Il est très difficile de mettre au point un vaccin qui couvre toutes les variations des virus existants. "Par exemple, la souche Omicron du virus COVID-19 présentait 50 mutations par rapport à la souche d'origine", explique le Dr Ostrowski. "Il n'a fallu que quelques années pour que ces mutations des protéines de pointe se développent, mais elles ont permis de contourner les effets préventifs des premiers vaccins contre le COVID-19.
Le Dr Ostrowski a indiqué que, chez une personne vivant avec le VIH, il peut y avoir plusieurs mutations du VIH dans l'organisme. "C'est le problème avec le VIH, il fait un bon travail de mutation, donc l'objectif actuel est de trouver une cible de protéine de pointe du VIH qui ne peut pas muter", a-t-il déclaré. "C'est comme essayer de trouver le talon d'Achille du virus. Une fois que nous saurons que notre cible ne peut pas changer, nous pourrons fabriquer des anticorps spécifiques qui pourraient être utilisés dans un vaccin à ARNm.
Tirer les leçons du traitement du cancer
Une autre approche de la lutte contre le VIH pourrait consister à utiliser la technologie de l'ARNm pour fournir un traitement adapté à chaque individu, au lieu de chercher un talon d'Achille universel du virus lui-même. Cela est possible parce qu'il ne faut actuellement que quelques semaines pour fabriquer un vaccin à ARNm. Il faut des années pour mettre au point et tester des vaccins autres que ceux à ARNm.
À l'origine, la recherche sur les vaccins ARNm était axée sur le traitement des cancers avancés. "La beauté de cette stratégie réside dans le fait que lorsqu'une personne développe un cancer, elle peut également développer une réponse immunitaire au cancer", a déclaré le Dr Ostrowski. "Le cancer étant unique pour chaque personne, la réponse immunitaire à son cancer est unique pour chaque personne.
La technologie génétique a permis aux scientifiques de lire et de comprendre la séquence génétique du cancer unique d'une personne et de vérifier quelle partie pourrait stimuler une réponse immunitaire. Ces parties étrangères du cancer agissent comme des antigènes. Une fois isolés, ces antigènes peuvent être présentés au système immunitaire à l'aide de vaccins ARNm, ce qui permet au système immunitaire de cibler le cancer. L'objectif des vaccins ARNm anticancéreux est de transporter le schéma directeur de ces antigènes du cancer et de voir s'ils peuvent produire une réponse immunitaire ciblée contre ce cancer. Le Dr Ostrowski explique : "Le vaccin renforcerait essentiellement le système immunitaire du patient et l'aiderait à combattre le cancer. C'est ce qu'on appelle l'immunothérapie anticancéreuse et c'est un vaccin thérapeutique par opposition à un vaccin préventif, ce que le vaccin COVID-19 a été conçu pour faire".
En théorie, un vaccin ARNm thérapeutique destiné à renforcer le système immunitaire d'une personne pourrait être utilisé comme option thérapeutique pour les personnes vivant avec le VIH. D'autre part, un vaccin ARNm préventif contre le VIH serait conçu spécifiquement pour empêcher le VIH d'infecter initialement une personne.
La technologie de l'ARNm peut-elle traiter le VIH ?
La communauté des chercheurs s'intéresse à l'application de ces principes à un vaccin thérapeutique personnalisé contre le VIH. Cela est possible parce que les mutations qui se produisent au sein du virus VIH ralentissent lorsqu'une personne suit une thérapie antirétrovirale (ART). Le traitement antirétroviral empêche le VIH de se copier, ce qui réduit considérablement les possibilités d'apparition de nouvelles mutations.
"Un vaccin thérapeutique contre le VIH aiderait donc une personne à éradiquer complètement le virus et l'infection. Il faudrait pour cela obtenir la séquence génétique du VIH de chaque personne et mettre au point un vaccin ARNm personnalisé pour cette personne".
À l'heure actuelle, on ne sait pas si les vaccins personnalisés à base d'ARNm contre le VIH fonctionneraient au niveau de la population, mais le potentiel théorique existe. Si l'on trouve un talon d'Achille universel, cette technologie ARNm pourrait s'appliquer à une population plus large. Certaines personnes vivant avec le VIH, connues sous le nom de contrôleurs d'élite, une sous-population de non-progresseurs à long terme, n'ont pas besoin de médicaments pour rester viralement supprimées. Leur capacité à supprimer naturellement le virus est parfois due à des caractéristiques génétiques qui favorisent une réponse immunitaire spécifique au VIH contre l'infection. L'objectif des vaccins ARNm personnalisés est de produire un type similaire de réponse immunitaire forte chez toutes les personnes vivant avec le VIH, et pas seulement chez celles qui ne progressent pas à long terme.
"Je pense que les technologies de l'ARNm seront utiles", a déclaré le Dr Ostrowski. "On ne sait pas encore si elles seront totalement efficaces, en particulier pour la prévention du VIH. Elles pourraient être plus utiles en immunothérapie chez les personnes qui vivent déjà avec le VIH, pour voir si nous pouvons stimuler davantage leur système immunitaire afin qu'il se débarrasse des variantes persistantes du VIH."
Le laboratoire du Dr Ostrowski réalise actuellement des études de faisabilité pour vérifier s'il est possible d'apporter la technologie de l'ARNm aux personnes vivant avec le VIH afin de les aider à éradiquer et à contrôler leur virus à l'aide de leur propre système immunitaire.
