Lors de la Conférence sur les vaccins et la santé, les experts ont appelé à "tout le monde devrait prêter attention aux vaccins à ARNm, qui fournissent aux êtres humains une réflexion illimitée".Alors, qu'est-ce qu'un vaccin à ARNm exactement ?Comment a-t-il été découvert et quelle est sa valeur d'application ?Peut-il résister au COVID-19 qui fait rage dans le monde ?Mon pays a-t-il développé avec succès un vaccin à ARNm ?Aujourd'hui, découvrons le passé et le présent des vaccins à ARNm.

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Qu'est-ce que l'ARNm dans les vaccins à ARNm ?

L'ARNm (ARN messager), c'est-à-dire l'ARN messager, est un type d'ARN simple brin qui est transcrit à partir d'un brin d'ADN en tant que matrice et porte des informations génétiques qui peuvent guider la synthèse des protéines.En termes simples, l'ARNm réplique l'information génétique d'un brin d'ADN double brin dans le noyau, puis quitte le noyau pour produire des protéines dans le cytoplasme.Dans le cytoplasme, les ribosomes se déplacent le long de l'ARNm, lisent sa séquence de bases et la traduisent en son acide aminé correspondant, formant finalement une protéine (Figure 1).

Figure 1 Processus de travail de l'ARNm

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Qu'est-ce qu'un vaccin à ARNm et qu'est-ce qui le rend unique ?

Les vaccins à ARNm introduisent dans le corps des ARNm codant pour des antigènes spécifiques de la maladie et utilisent le mécanisme de synthèse des protéines de la cellule hôte pour générer des antigènes, déclenchant ainsi une réponse immunitaire.Habituellement, les séquences d'ARNm d'antigènes spécifiques peuvent être construites en fonction de différentes maladies, emballées et transportées dans les cellules par de nouvelles particules de nanoporteurs lipidiques, puis les séquences d'ARNm des ribosomes humains sont utilisées pour traduire les séquences d'ARNm afin de produire des protéines antigéniques de la maladie, qui sont reconnues par le système auto-immun après la sécrétion pour générer une réponse immunitaire, de manière à jouer le rôle de prévention des maladies (Figure 2).

Figure 2. Effet in vivo du vaccin à ARNm

Alors, qu'est-ce qui est unique dans ce type de vaccin à ARNm par rapport aux vaccins traditionnels ?Les vaccins à ARNm sont les vaccins de troisième génération les plus avancés, et des recherches supplémentaires sont nécessaires pour améliorer leur stabilité, réguler leur immunogénicité et développer de nouvelles technologies d'administration.

La première génération de vaccins traditionnels comprend principalement des vaccins inactivés et des vaccins vivants atténués, qui sont les plus largement utilisés.Les vaccins inactivés consistent à cultiver d'abord des virus ou des bactéries, puis à les inactiver avec de la chaleur ou des produits chimiques (généralement du formol);les vaccins vivants atténués désignent des agents pathogènes qui mutent et affaiblissent leur toxicité après divers traitements.mais conserve toujours son immunogénicité.L'inoculer dans le corps ne provoquera pas l'apparition de la maladie, mais l'agent pathogène peut se développer et se multiplier dans le corps, déclencher la réponse immunitaire du corps et jouer un rôle dans l'obtention d'une protection à long terme ou à vie.

La deuxième génération de nouveaux vaccins comprend des vaccins sous-unitaires et des vaccins à protéines recombinantes.Le vaccin sous-unitaire est un vaccin sous-unitaire composé des principaux composants immunogènes protecteurs des bactéries pathogènes, c'est-à-dire que, par décomposition chimique ou protéolyse contrôlée, la structure protéique spéciale des bactéries et des virus est extraite et éliminée.Vaccins constitués de fragments immunologiquement actifs ;les vaccins à protéines recombinantes sont des protéines recombinantes antigéniques produites dans différents systèmes d'expression cellulaire.

La troisième génération de vaccins de pointe comprend les vaccins à ADN et les vaccins à ARNm.Il s'agit d'introduire directement le fragment de gène viral (ADN ou ARN) codant pour une certaine protéine antigénique dans les cellules somatiques animales (injection de vaccin dans le corps humain) et de produire la protéine antigénique via le système de synthèse protéique de la cellule hôte, incitant l'hôte à produire une immunité à la réponse protéique antigénique afin d'atteindre l'objectif de prévention et de traitement de la maladie.La différence entre les deux est que l'ADN est d'abord transcrit en ARNm, puis la protéine est synthétisée, tandis que l'ARNm est directement synthétisé.

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L'histoire de la découverte et la valeur d'application du vaccin à ARNm

En ce qui concerne les vaccins à ARNm, nous devons mentionner une scientifique exceptionnelle, Kati Kariko, qui a jeté de solides bases de recherche scientifique pour l'avènement des vaccins à ARNm.Elle était pleine d'intérêt pour la recherche sur l'ARNm pendant ses études.Au cours de ses plus de 40 ans de carrière dans la recherche scientifique, elle a subi des revers répétés, n'a pas demandé de fonds de recherche scientifique et n'avait pas de poste de recherche scientifique stable, mais elle a toujours insisté sur la recherche sur l'ARNm.

Kati Karito

Il existe trois nœuds importants dans l'avènement des vaccins à ARNm.

Dans la première étape, elle a réussi à produire la molécule d'ARNm souhaitée par culture cellulaire, mais elle a rencontré un problème pour faire fonctionner l'ARNm dans le corps : après avoir injecté l'ARNm à la souris, il serait avalé par le système immunitaire de la souris.Puis elle a rencontré Weissman.Ils ont utilisé une molécule d'ARNt appelée pseudouridine pour que l'ARNm échappe à la réponse immunitaire.][2].
Dans la deuxième étape, vers 2000, le professeur Pieter Cullis a étudié les LNP de la nanotechnologie lipidique pour la délivrance in vivo d'ARNsi pour des applications de silençage génique [3][4].Organisation Weissman Kariko et al.ont découvert que la LNP est un support approprié d'ARNm in vivo et peut devenir un outil précieux pour délivrer l'ARNm codant pour des protéines thérapeutiques, et ensuite vérifiée dans la prévention du virus Zika, du VIH et des tumeurs [5] ][6][7][8].

Dans la troisième étape, en 2010 et 2013, Moderna et BioNTech ont successivement obtenu des licences de brevet liées à la synthèse d'ARNm de l'Université de Pennsylvanie pour un développement ultérieur.Katalin est également devenu vice-président senior de BioNTech en 2013 pour développer davantage les vaccins à ARNm.

Aujourd'hui, les vaccins à ARNm peuvent être utilisés dans les maladies infectieuses, les tumeurs et l'asthme.Dans le cas du COVID-19 qui fait rage dans le monde, les vaccins à ARNm peuvent jouer un rôle d'avant-garde.

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La perspective d'application du vaccin d'ARNm dans COVID-19

Avec l'épidémie mondiale de COVID-19, les pays travaillent dur pour développer un vaccin pour freiner l'épidémie.En tant que nouveau type de vaccin, le vaccin à ARNm a joué un rôle de premier plan dans l'avènement de la nouvelle épidémie de couronne.De nombreuses revues de premier plan ont signalé le rôle de l'ARNm dans le nouveau coronavirus SARS-CoV-2 (Figure 3).

Figure 3 Rapport sur les vaccins à ARNm pour prévenir le nouveau coronavirus (du NCBI)

Tout d'abord, de nombreux scientifiques ont signalé la recherche d'un vaccin à ARNm (ARNm du SRAS-CoV-2) contre le nouveau coronavirus chez la souris.Par exemple : un vaccin à ARNm modifié par nucléoside encapsulé dans des nanoparticules lipidiques (ARNm-LNP), une injection à dose unique induit de fortes réponses des lymphocytes T CD4+ et CD8+ de type 1, des réponses plasmatiques et des lymphocytes B mémoire à longue durée de vie, et une réponse robuste et soutenue des anticorps neutralisants.Cela indique que le vaccin ARNm-LNP est un candidat prometteur contre le COVID-19[9][10].

Deuxièmement, certains scientifiques ont comparé les effets de l'ARNm du SRAS-CoV-2 et des vaccins traditionnels.Par rapport aux vaccins à protéines recombinantes : les vaccins à ARNm sont de loin supérieurs aux vaccins à protéines en ce qui concerne la réponse du centre germinal, l'activation de la Tfh, la production d'anticorps neutralisants, les lymphocytes B à mémoire spécifique et les plasmocytes à longue durée de vie [11] .

Puis, alors que les vaccins candidats à l'ARNm du SRAS-CoV-2 entraient dans les essais cliniques, des inquiétudes ont été soulevées quant à la courte durée de la protection vaccinale.Les scientifiques ont développé une forme encapsulée dans des lipides d'un vaccin à ARNm modifié par un nucléoside appelé ARNm-RBD.Une seule injection peut générer de puissants anticorps neutralisants et des réponses cellulaires, et peut presque complètement protéger les souris modèles infectées par le 2019-nCoV, avec des niveaux élevés d'anticorps neutralisants maintenus pendant au moins 6,5 mois.Ces données suggèrent qu'une dose unique d'ARNm-RBD offre une protection à long terme contre la provocation par le SRAS-CoV-2 [12].
Des scientifiques travaillent également au développement de nouveaux vaccins sûrs et efficaces contre le COVID-19, comme le vaccin BNT162b.Les macaques protégés du SRAS-CoV-2, ont protégé les voies respiratoires inférieures de l'ARN viral, ont produit des anticorps très puissants et n'ont montré aucun signe d'amélioration de la maladie.Deux candidats sont actuellement en cours d'évaluation dans des essais de phase I, et une évaluation dans des essais mondiaux de phase II/III est également en cours, et la candidature est imminente [13].

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Le statut du vaccin à ARNm dans le monde

À l'heure actuelle, BioNTech, Moderna et CureVac sont connus comme les trois premiers leaders mondiaux de la thérapie par ARNm.Parmi eux, BioNTech et Moderna sont à la pointe de la recherche et du développement du nouveau vaccin de la couronne.Moderna se concentre sur la recherche et le développement de médicaments et de vaccins liés à l'ARNm.L'ARNm-1273 du vaccin d'essai de phase III contre la COVID-19 est le projet de la société qui connaît la croissance la plus rapide.BioNTech est également un leader mondial de la recherche et du développement de médicaments et de vaccins à base d'ARNm, avec un total de 19 médicaments/vaccins à base d'ARNm, dont 7 sont entrés au stade clinique.CureVac se concentre sur la recherche et le développement de médicaments/vaccins à base d'ARNm et est la première entreprise au monde à établir une ligne de production d'ARN conforme aux BPF, axée sur les tumeurs, les maladies infectieuses et les maladies rares.

Produits connexes:Inhibiteur de RNase
Mots clés : vaccin miARN, isolement de l'ARN, extraction de l'ARN, inhibiteur de la RNase

Références :1.K Karikó, Buckstein M , Ni H , et al.Suppression de la reconnaissance de l'ARN par les récepteurs de type Toll : l'impact de la modification des nucléosides et l'origine évolutive de l'ARN [J].Immunité, 2005, 23(2):165-175.
2. K Karikó, Muramatsu H , Welsh FA , et al.L'incorporation de pseudouridine dans l'ARNm produit un vecteur non immunogène supérieur avec une capacité de traduction et une stabilité biologique accrues [J].Thérapie moléculaire, 2008.3.Chonn A, Cullis PR.Progrès récents dans les technologies des liposomes et leurs applications pour la délivrance systémique de gènes [J].Advanced Drug Delivery Reviews, 1998, 30(1-3):73.4.Kulkarni JA , Witzigmann D , Chen S , et al.Technologie des nanoparticules lipidiques pour la traduction clinique des siRNA Therapeutics[J].Comptes de la recherche chimique, 2019, 52(9).5.Kariko, Katalin, Madden et al.Cinétique d'expression de l'ARNm modifié par un nucléoside délivré dans des nanoparticules lipidiques à des souris par diverses voies [J].Journal of Controlled Release Journal officiel de la Controlled Release Society, 2015.6.Protection contre le virus Zika par une seule vaccination à faible dose d'ARNm modifié par nucléoside[J].Nature, 2017, 543(7644):248-251.7.Pardi N, Secreto AJ, Shan X, et al.L'administration d'ARNm modifié par un nucléoside codant pour un anticorps largement neutralisant protège les souris humanisées de la provocation par le VIH-1 [J].Nature Communications, 2017, 8:14630.8.Stadler CR , B?Hr-Mahmud H , Celik L , et al.Élimination de grosses tumeurs chez la souris par des anticorps bispécifiques codés par ARNm[J].Médecine naturelle, 2017.9.NN Zhang, Li XF, Deng YQ, et al.Un vaccin à ARNm thermostable contre le COVID-19[J].Cellule, 2020.10.D Laczkó, Hogan MJ , Toulmin SA , et al.Une immunisation unique avec des vaccins à ARNm modifiés par nucléoside provoque de fortes réponses immunitaires cellulaires et humorales contre le SRAS-CoV-2 chez la souris - ScienceDirect[J].2020.11.Lederer K , Castao D , Atria DG , et al.Les vaccins à ARNm contre le SRAS-CoV-2 favorisent de puissantes réponses du centre germinatif spécifique à l'antigène associées à la génération d'anticorps neutralisants[J].Immunité, 2020, 53(6):1281-1295.e5.12.Huang Q, Ji K, Tian S, et al.Un vaccin à ARNm à dose unique offre une protection à long terme aux souris transgéniques hACE2 contre le SARS-CoV-2[J].Communications naturelles.13.Vogel AB , Kanevsky I , Ye C , et al.Les vaccins immunogènes BNT162b protègent les macaques rhésus du SARS-CoV-2[J].Nature, 2021 :1-10.