Tous les variants visés par un seul vaccin

Le chimiste Chi-Huey Wong, plusieurs fois couronné pour ses travaux sur la glycosylation – la fixation de sucres aux protéines dans les cellules –, développe un vaccin universel contre le SARS-CoV-2 et d’autres coronavirus

De nombreux scientifiques poursuivent en ce moment le même rêve: trouver la formule du vaccin universel contre le Covid-19, celui qui ne nécessiterait plus de piqûre de rappel et qui, en même temps, protégerait contre les autres maladies graves connues liées à un coronavirus, comme le SARS, le MERS-CoV, et aussi contre les futurs virus émergents. Parmi ces chercheurs figure Chi-Huey Wong, professeur de chimie de l'Institut de recherche Scripps en Californie, lauréat de plusieurs récompenses scientifiques prestigieuses dont le Prix Wolf en 2014 et le Prix Welch en 2021.

Honoré pour ses travaux de recherche fondamentale sur la glycosylation - processus cellulaire d'addition de chaînes de sucres sur les protéines - et son rôle dans la progression des cancers et les infections virales et bactériennes, Chi-Huey Wong a transféré ses connaissances au domaine de la vaccination. Le chimiste taïwano-américain était de passage à Genève ce dimanche, en marge de la 76e Assemblée mondiale de la santé, pour parler de son concept de vaccin universel à faible teneur en sucre, lors d'un événement organisé par le STUF United Fund, organisation à but non lucratif et de soutien caritatif dans les domaines de la culture, de l'éducation, de la santé publique et de la protection de l'environnement.

Pourquoi est-ce difficile de développer un vaccin durablement efficace contre le Covid-19? Depuis l'apparition de l'épidémie en 2019, le virus n'a pas cessé de muter. En octobre 2021, il y avait au minimum cinq variants du SARS-CoV-2, le coronavirus responsable du Covid-19: Alpha, Beta, Delta, Gamma et Omicron. Omicron est devenue la souche dominante, et depuis, elle aussi continue de muter. La vitesse de mutation est beaucoup plus rapide que le rythme de développement des vaccins. Environ 400 d'entre eux sont en cours de développement et 30 ont été approuvés pour l'homme. Mais aucun de ces vaccins n'est universel. Ils sont basés sur la variante circulante du virus et, pour la plupart, fabriqués à partir de sa protéine Spike [protéine qui sert de clé au virus pour pénétrer dans la cellule, ndlr] où ont lieu les mutations. Donc ils ne protègent généralement pas contre le variant émergent.

En quoi consiste votre projet de vaccin universel? Notre approche consiste à identifier la séquence dans la protéine Spike qui ne mute pas. Nous avons analysé plus de 15 millions de variants de cette protéine virale dans des coronavirus et nous avons trouvé environ 18 petites séquences – appelées peptides – systématiquement conservées. Chacune représente 10 à 15 acides aminés. Malheureusement, sur ces 18 peptides, 17 sont recouverts de sucres; ils ne sont donc pas totalement exposés à notre système immunitaire. De plus, les sucres sont fabriqués par les cellules de l'hôte, et non par le virus, de sorte que le système immunitaire les considère comme du soi. Le virus utilise ces sucres pour échapper au système immunitaire et faciliter l'infection. Nous devons donc éliminer les sucres pour produire une protéine Spike avec moins de sucres pour la vaccination.

Pourquoi cela n’a pas été fait avant? Des scientifiques ont déjà essayé et ils ont échoué. Ils ont fabriqué la protéine Spike à partir de la bactérie Escherichia coli, qui ne fait pas de glycosylation. Or celle-ci est indispensable pour que la protéine puisse se replier en 3D et être reconnue par les globules blancs et les anticorps. Notre «truc», c'est qu'il ne faut pas enlever tout le sucre. Il faut en garder juste un peu pour s'assurer que la structure de la protéine soit correcte, d'où le concept de vaccin universel à faible teneur en sucre. C'est simple d'enlever des sucres, il suffit d'une seule étape avec des enzymes, mais il a fallu d'abord étudier la glycosylation et comprendre le rôle de ces sucres dans l'immunisation. C'est un domaine qui a été ignoré pendant de nombreuses années.

Est-ce que ce vaccin universel «allégé en sucre» est facile à produire? Nous avons deux options, la première est d'utiliser la protéine directement, l'autre l'ARN messager (ARNm). Pour le vaccin protéique, nous exprimons la protéine Spike dans des cellules humaines dans lesquelles elle est glycosylée. Puis nous la traitons avec des enzymes pour supprimer la couche de sucre. Elle est placée dans un tampon avec un adjuvant pour être utilisée comme vaccin.

Et pour l’ARN messager? Il suffit de changer la séquence génétique de l'ARNm, avec un seul changement de base, à l'endroit où l'on ne veut pas que le peptide produit dans la cellule soit glycosylé. Puis, l'ARNm est délivré avec des nanoparticules lipidiques de manière ciblée. Nous avons conçu des nanoparticules qui amènent l'ARNm directement aux cellules immunitaires afin d'éviter tout effet secondaire éventuel. Car sinon, l'ARNm peut aller n'importe où. Nous avons également constaté que le vaccin est plus sûr lorsqu'on enlève les sucres.

«Notre approche consiste à identifier la séquence dans la protéine Spike qui ne mute pas»

A quelle étape en êtes-vous dans les essais cliniques? Nous avons déjà obtenu des résultats positifs chez trois modèles animaux. Les essais cliniques de phase 1 sont en cours de préparation et nous aurons les premières données d'ici la fin de l'année.

Est-ce qu’on peut imaginer appliquer le même principe pour d’autres virus? La même chose peut être développée pour la grippe, le VIH, la dengue… Nous avons déjà bien avancé en ce qui concerne notre vaccin universel contre la grippe, qui va entrer dans en phase d'essai clinique chez l'humain. J'espère que ce vaccin sera efficace pour une longue durée, sans besoin de faire de rappel. S'il y a à nouveau une mutation dans le peptide conservé, nous devrons alors revoir la conception du vaccin. Jusqu'à présent, il n'y a pas eu de changement.

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