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Des vaccins en moins d’un an, est-ce surprenant ?

Une version de cette note a été publiée sur LinuxFR.org le 8 janvier 2022.

Depuis leur apparition dans les derniers de 2020, et même avant, les vaccins contre le SARS-CoV-2, le virus responsable de l’épidémie de Covid-19, ont suscité pas mal de questions, dont une en particulier qui m’apparaît somme toute très légitime et qui mérite une meilleure réponse que de taxer d’emblée ceux qui la posent d’anti-vax : Comment a-t-on pu avoir un vaccin (des vaccins, mêmes !) disponible dès décembre 2020 contre une maladie qui était complètement inconnue un an auparavant ?

Je ne me souviens pas avoir vu passer de réponse accessible à cette question, du coup je vais m’y coller. Je veux donc ici, en usant de ma qualité de biologiste moléculaire, tenter d’expliquer pourquoi avoir réussi à développer des vaccins contre le SARS-CoV-2 en moins d’un an n’est pas si surprenant que ça en a l’air.

Je me doute bien que ça ne convaincra pas les adeptes des théories du complot les plus farfelues (genre « les vaccins sont en réalité des puces 5G destinées à contróler la population »), mais ce n’est pas le but. Le but est seulement de répondre à la question ci-dessus.

Du progrès de la recherche en biologie moléculaire

Pour quiconque n’est pas dans le domaine, je présume qu’il peut être difficile d’appréhender à quel point les techniques de biologie ont évolué au cours des dernières décennies.

Il fut une époque, pas si lointaine, où un doctorant en biologie moléculaire pouvait consacrer toute sa thèse à isoler et séquencer un gène. Aujourd’hui, un étudiant de Master 1 fait ça au cours de sa première semaine de stage en laboratoire, comme un petit travail préliminaire facile avant d’attaquer son vrai projet (qui sera par exemple de comprendre à quoi sert le gène en question).

Dans les années 1990, le séquençage du génome humain a été une entreprise colossale (on l’a comparé au projet Manhattan), s’étalant sur plus de dix ans, mobilisant des dizaines de laboratoires et des centaines de chercheurs, et coûtant plusieurs milliards de dollars. (Pour l’anecdote, c’était le premier exemple de Big Science dans le domaine de la biologie). Aujourd’hui, séquencer un génome entier, y compris des génomes nettement plus gros que le génome humain, c’est l’affaire de quelques jours tout au plus, et de quelques centaines de dollars.

Cette accélération de la recherche fondamentale en biologie se traduit par une accélération similaire de la recherche biomédicale. Au début de l’épidémie de SIDA, identifier le virus responsable de l’épidémie avait pris plusieurs années, et séquencer son génome encore plus (premiers cas à la fin des années 1970, virus isolé en 1983, première séquence complète en… 1998 !).1 Si on transposait ça à l’épidémie de Covid-19 quarante ans plus tard, on en serait encore aujourd’hui, plus de deux ans après les premiers cas à Wuhan, à se demander quel peut bien être le pathogène derrière toutes ces pneumonies atypiques — on ne saurait peut-être encore même pas de quel type de pathogène (virus, bactérie, champignon ?) il s’agit ! Au lieu de ça, dès la fin du mois de décembre 2019, soit quelques semaines à peine après les premiers cas, les chercheurs chinois avaient déjà isolé le SARS-CoV-2, et dès le début du mois de janvier 2020 son génome était séquencé.

(On remarquera que l’OMS n’a arrêté le nom « COVID-19 » qu’en février 2020 — il a fallu plus de temps pour donner un nom à la maladie que pour trouver et séquencer le pathogène responsable !)

Autre exemple de la rapidité de la recherche moderne, la structure tridimensionnelle de la protéine S (la principale protéine à la surface du virus, responsable de l’entrée du virus dans les cellules) a été résolue dès février 2020. C’est une étape importante dans la compréhension du fonctionnement du virus, et quelque chose qui aurait demandé des mois voire des années au début du siècle, au lieu de quelques semaines. Lors de l’épidémie de SRAS en 2002–2003, si le virus responsable (SARS-CoV-1) avait déjà été identifié et séquencé assez rapidement (première séquence complète en avril 2003), il avait fallu attendre août 2004, soit bien après la fin de l’épidémie, pour avoir la première structure 3D de la protéine S — et encore ne s’agissait-il que d’un fragment de cette protéine, les structures complètes mettront encore plusieurs années à arriver.

Et justement, puisqu’on parle de SARS-CoV-1…

Des similitudes avec le SARS-CoV-1

Un des avantages d’avoir obtenu rapidement la séquence complète du génome du virus SARS-CoV-2, c’est qu’on a pu dès lors comparer ledit génome avec celui des autres coronavirus connus. Et ce faisant, il est immédiatement apparu que ce virus était très similaire au SARS-CoV-1 de 2002–2003. Pas identique, loin de là, mais très similaire quand même.

On rappellera que l’épidémie de SRAS de 2002–2003 a provoqué une certaine inquiétude, s’agissant d’une maladie qui tuait ~10% des personnes touchées (8 096 cas, 774 morts). Inquiétude ravivée en 2012 par l’apparition du MERS-CoV, responsable dy Syndrome Respiratoire du Moyen-Orient (Middle East Respiratory Syndrome), encore plus mortel mais heureusement moins contagieux (2 494 cas, 858 décés). En conséquence, les coronavirus en général, et le SARS-CoV-1 en particulier, ont fait l’objet de recherches intensives dans les années qui ont suivi.

La similarité du SARS-CoV-2 de 2019 avec le SARS-CoV-1 de 2002 a fait que l’on a pu supposer qu’une bonne partie des connaissances acquises par quinze années de recherche sur le SARS-CoV-1 étaient probablement valides pour le SARS-CoV-2 — supposition qui, pour l’essentiel, s’est avérée correcte. Surtout, on a pu ré-utiliser toutes les recherches qui avaient été menées pour tenter de mettre au point un vaccin contre le SARS-CoV-1.

Par exemple, on savait déjà que, de toutes les protéines virales, la protéine S déjà mentionnée était la plus immunogénique (la plus susceptible de provoquer une réponse immunitaire), et donc la meilleure « cible » à présenter au système immunitaire. Ce n’est pas pour rien que tous les laboratoires ont indépendamment choisi cette protéine pour leurs vaccins (hors le cas des vaccins utilisant un virus entier plutôt qu’un fragment, comme le SinoVac). L’existence de candidats vaccins pour le SARS-CoV-1 a fait que, dans une large mesure, concevoir le vaccin pour le SARS-CoV-2 a pu se résumer à remplacer, dans la séquence du vaccin, la séquence codant pour la protéine S du SARS-CoV-1 par celle codant pour la protéine S du SARS-CoV-2. Et ce travail a pu commencer très tôt, sitôt que le génome du SARS-CoV-2 a été rendue disponible en janvier 2020.2

Du coup, parler de vaccins « développés en moins d’un an » n’est pas vraiment exact : ils résultent de plusieurs années de recherche intensive sur les coronavirus.

Des « nouvelles » technologies de vaccins

On a beaucoup parlé de la nouveauté que représentent les vaccins à ARN (Pfizer, Moderna). S’il s’agit certes de la première fois que de tels vaccins sont mis sur le marché, il faut rappeler que l’idée ne date pas d’hier, et que les travaux visant à les rendre possibles ont commencé il y a une bonne vingtaine d’années. On n’a pas développé les vaccins à ARN en six mois !

Moderna et BioNTech (le laboratoire qui a développé le vaccin maintenant commercialisé par Pfizer) ont été fondées en 2010 et 2008, respectivement, spécifiquement dans le but d’exploiter l’ARN à des fins thérapeutiques, suite aux travaux de Katalin Karikó00211-6) en 2005 qui ont montré que l’on pouvait rendre l’ARN moins immunogénique. (Avant ces travaux, l’utilisation thérapeutique de l’ARN n’étit pas considérée sérieusement, parce qu’une molécule d’ARN exogène provoque naturellement une réaction immunitaire forte sans laisser aux cellules le temps de transcrire l’ARN.)

Et Moderna et BioNTech sont loin d’être les seuls laboratoires sur le coup. En 2018, on comptait déjà pas loin d’une dizaine de vaccins à ARN (contre le VIH, le Zika virus, ou la grippe) à des stades variés de développement.

De la rapidité des essais cliniques

Je ne dirai pas grand’chose ici, les essais cliniques n’étant pas du tout de mon domaine. Mais j’aimerais simplement mentionner que, si les essais d’efficacité ont pu se dérouler si rapidement, c’est tout simplement parce qu’ils eu lieu en pleine épidémie : on n’a pas eu besoin d’attendre longtemps pour que de nombreux participants aux essais cliniques soient infectés et développent des formes graves, ce qui a permis de vérifier rapidement lesquels des participants étaient majoritairement infectés (ceux qui ont reçu le vaccin ou ceux qui ont reçu le placebo), et donc d’en tirer des conclusions sur l’efficacité du vaccin testé.

Conclusion

La disponibilité de vaccins contre le SARS-CoV-2 moins d’un an après la découverte du virus s’explique par :

  1. Il faut toutefois noter que si le VIH n’a été découvert que plusieurs années après le début de l’épidémie, c’est aussi en raison d’un certain désintérêt (d’aucuns diront un mépris) des autorités sanitaires pour une maladie qui ne semblait affecter que les drogués, les homosexuels et les prostitués… Mais le délai pour obtenir la séquence du génome viral, lui, est bien principalement imputable aux limitations techniques de l’époque.
  2. Ici, les progrès de la recherche bio-médicale se combinent aux progrès de l’informatique, représentés par le réseau Internet et les bases de données biologiques qui sont accessibles par ce biais : une fois qu’un seul laboratoire au bout du monde a séquencé un virus, les virologues du monde entier peuvent instantanément obtenir la séquence à leur tour.