Le développement des vaccins à ARNm a ouvert la voie à un tout nouvel outil dont les chercheurs peuvent se servir dans la lutte contre VIH.
Une nouvelle frontière dans la technologie médicale
Lorsque l'épidémie de COVID-19 (provoquée par le virus SARS-CoV-2) a commencé à prendre les proportions d'une pandémie, il est apparu clairement que la science devait trouver une solution efficace, performante et rapide pour la combattre. L'heure de gloire de l'ARNm avait sonné ! Mais cet intérêt accru pour l'ARNm pourrait-il signifier qu'il pourrait bientôt être utilisé pour traiter d'autres maladies, comme 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.
Pour lutter contre un virus à l’aide de l’ARNm, il faut d’abord comprendre la signature génétique de ce dernier. Cela passe par le séquençage de l’ADN, qui permet aux scientifiques de déterminer comment le matériel génétique du virus est organisé. Déterminer le code génétique du COVID-19 nous aide à comprendre de quoi il est composé et comment il fonctionne. Le séquençage de l’ADN du COVID-19 a révélé que les protéines Spike — ces molécules qui dépassent de la surface des virus et leur permettent 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 « spike » de la COVID-19 sont similaires à celles du VIH. En effet, la COVID-19 et VIH plusieurs points communs. Cela signifie que les connaissances acquises grâce à la compréhension et à la lutte contre la COVID-19 pourraient potentiellement être mises à profit pour vaincre VIH. Tout commence là où commence la vie, au niveau génétique.
ARNm et vaccins
L'ADN est notre plan génétique : il donne à nos cellules les instructions nécessaires pour produire les protéines qui permettent à notre organisme d'assurer les fonctions vitales. Toutes les cellules de l'organisme partagent le même ADN, mais leurs fonctions varient en fonction des protéines qu'elles synthétisent. Par exemple, les cellules cutanées produisent de la kératine, la protéine présente dans les cheveux, tandis que les cellules bêta du pancréas produisent de l’insuline. Ces deux types de cellules possèdent le même ADN, mais il serait absurde que les cellules bêta produisent des cheveux ou que la peau fabrique de l’insuline. Ces cellules savent quelles protéines elles doivent produire grâce à l’ARNm. L’ARNm est une molécule messagère qui transmet des instructions spécifiques depuis l’ADN, stocké en toute sécurité dans le noyau cellulaire, vers la zone de la cellule chargée de la synthèse des protéines. Sans interagir avec votre ADN, les vaccins à ARNm utilisent ce mécanisme de communication cellulaire pour ordonner à vos propres cellules de produire des protéines virales afin qu’elles puissent être présentées au système immunitaire de votre organisme. Votre système immunitaire produit alors des anticorps contre ces protéines, qui sont capables de détecter et de détruire des protéines virales similaires, appelées antigènes, qu’il rencontrera à l’avenir. Il est possible que nous puissions appliquer ce principe à l’ARNm VIH .
« C'est comme si on essayait de trouver le talon d'Achille du VIH . »
Le co-responsable du pôle « Vaccins et immunothérapies » du CTN, le Dr Mario Ostrowski, est un expert des mécanismes par VIH neutralise le système immunitaire. Son objectif ultime est de trouver un remède contre ce virus. Selon lui, l’une des principales raisons pour lesquelles les technologies modernes de vaccination n’ont pas donné de résultats face VIH à la variabilité unique de ce virus.
«VIH un virus très hétérogène. Comme il mute très rapidement, chaque personne vivant avec VIH un virus qui lui est propre. Son code génétique évolue sans cesse », a-t-il déclaré.
VIH des milliers de fois plus vite que le virus de la COVID-19, le SARS-CoV-2. « Avec un taux de mutation aussi élevé, nous devons envisager des approches véritablement novatrices », a déclaré le Dr Ostrowski. « De nombreux travaux sont en cours pour comprendre comment mettre au point un anticorps général contre VIH reconnaître n’importe quelle souche du VIH, quel que soit son degré de mutation. Cela constitue actuellement un obstacle majeur au développement d’un vaccin contre VIH. »
Comme le système immunitaire détecte les antigènes présents à la surface des particules indésirables, les protéines de spicule qui dépassent des virus constituent leur cible habituelle. «VIH des protéines de spicule similaires à celles du SARS-CoV-2, mais les mutations de ces protéines de spicule chez VIH encore plus variables », a expliqué le Dr Ostrowski. Bien que les mutations se produisent de manière aléatoire, les virus étant constitués d’un nombre de composants plus restreint que les autres êtres vivants, la probabilité que des mutations aléatoires affectent les protéines de spicule est élevée. Les modifications aléatoires au sein de la protéine à spicules peuvent avoir un impact sur la manière dont les virus sont reconnus par le système immunitaire, ainsi que par les vaccins conçus pour renforcer ce dernier.
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 expliqué que, chez une personne vivant avec VIH, il peut exister plusieurs mutations du VIH son organisme. « C’est le problème avec VIH: il mute très facilement. L’objectif actuel est donc de trouver une cible au sein de la protéine VIH qui ne puisse pas muter », a-t-il déclaré. « C’est comme si l’on cherchait le talon d’Achille du virus. Une fois que nous saurons que notre cible ne peut pas changer, nous pourrons concevoir des anticorps spécifiques pouvant être utilisés dans un vaccin à ARNm. »
Tirer les leçons du traitement du cancer
Une autre approche pour lutter contre VIH consister à utiliser la technologie de l'ARNm afin de proposer un traitement adapté à chaque individu, plutôt que de chercher un talon d'Achille universel du virus lui-même. Cela est possible car la mise au point d'un vaccin à ARNm ne prend actuellement que quelques semaines. Le développement et les essais cliniques des vaccins non basés sur l'ARNm peuvent, quant à eux, prendre des années.
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 thérapeutique à ARNm destiné à renforcer le système immunitaire d’une personne pourrait constituer une option thérapeutique pour les personnes vivant avec VIH. En revanche, un vaccin préventif à ARNm contre VIH spécialement conçu pour empêcher VIHd’infecter une personne dès le départ.
La technologie de l'ARNm permet-elle de traiter VIH?
La communauté scientifique s'intéresse à l'application de ces principes pour mettre au point un vaccin thérapeutique personnalisé contre VIH. Cela est possible car les mutations au sein du VIH ralentissent dès lors qu'une personne suit un traitement antirétroviral (TAR). Le TAR empêche VIH se répliquer, ce qui réduit considérablement le risque de voir apparaître de nouvelles mutations.
« Ce vaccin serait adapté à chaque individu », a expliqué le Dr Ostrowski. « Ainsi, un vaccin thérapeutique contre VIH à une personne d’éradiquer complètement le virus et l’infection. Il faudrait pour cela obtenir la séquence génétique du VIH de chaque personne VIH mettre au point un vaccin à ARNm personnalisé pour cette personne. »
À l’heure actuelle, on ignore si des vaccins à ARNm personnalisés contre VIH efficaces à l’échelle d’une population, mais le potentiel théorique existe. Si un talon d’Achille universel venait à être identifié, cette technologie à ARNm pourrait alors s’appliquer à une population plus large. Il existe des personnes vivant avec VIH, appelées « contrôleurs d’élite », une sous-population de non-progresseurs à long terme, qui n’ont pas besoin de traitement médicamenteux pour maintenir une charge virale indétectable. Leur capacité à supprimer naturellement le virus est parfois due à des caractéristiques génétiques favorisant une réponse immunitaire VIH contre l’infection. L’objectif des vaccins à ARNm personnalisés est de produire un type similaire de réponse immunitaire forte chez toutes les personnes vivant avec VIH, et pas seulement chez les non-progresseurs à long terme.
« Je pense que les technologies à ARNm vont s’avérer utiles », a déclaré le Dr Ostrowski. « On ne sait toutefois pas encore vraiment si elles seront couronnées de succès, notamment dans la prévention VIH. Elles pourraient s’avérer plus utiles en immunothérapie chez VIH personnes déjà VIH voir si nous pouvons stimuler davantage leur système immunitaire pour éliminer les VIH persistants VIH . »
Le laboratoire du Dr Ostrowski mène actuellement des études de faisabilité visant à déterminer s'il est possible de mettre la technologie de l'ARNm au service des personnes vivant avec VIH les aider à éradiquer et VIH contrôler leur virus grâce à leur propre système immunitaire.
