Dans une revue publiée dans Vaccins, deux chercheurs de l’Université de l’Illinois et de l’Université Mercer ont collaboré pour examiner les difficultés rencontrées pour stocker et transporter ces vaccins de manière à les maintenir stables.
Étude : Défis du stockage et de la stabilité des vaccins COVID-19 à base d’ARNm. Crédit d’image : Seda Yalova/Shutterstock
Fond
Traditionnellement, les vaccins sont fabriqués à partir de virus inactivés ou atténués. Bien que cela soit efficace, cela peut s’avérer dangereux dans certains cas, car les virus inactivés se réactivent ou les virus atténués acquièrent des traits d’un virus actif déjà présent dans le corps.
Les virus à ARNm évitent cela – plutôt que de contenir des protéines virales, ils ne contiennent qu’une chaîne d’ARNm codant pour l’antigène souhaité. La cellule hôte exprime la protéine, produisant la cible d’anticorps sans aucune protéine structurelle ni capacité de réplication, éliminant ainsi les risques.
Les vaccins à ARNm contre le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) ciblent généralement soit la protéine de pointe complète, soit le domaine de liaison au récepteur (RBD) de la sous-unité S1 de la protéine de pointe. La protéine de pointe est essentielle pour la pathogénicité du SRAS-CoV-2 chez l’homme. Le RBD se lie à l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) pour permettre l’entrée des cellules virales, et le domaine N-terminal de la sous-unité S2 est responsable de la fusion membranaire.
L’article
Le vaccin BioNTech/Pfizer et le vaccin Moderna ont une durée de conservation de six mois, mais BioNTech nécessite un stockage à -80°C, tandis que Moderna peut être stocké à -20. Des études récentes ont suggéré que les deux vaccins sont stables pendant 30 jours à 2-8°C pour une conservation à court terme. Ces deux vaccins utilisent des nanoparticules lipidiques (LNP) à la fois comme vecteur et comme activateur de stabilité. Les LNP encapsulent l’ARNm pour assurer la stabilité.
CureVac a développé un vaccin connu sous le nom de CVnCoV. Il est également à base de LNP mais peut être conservé jusqu’à 5°C pendant trois mois. Cela est probablement dû à l’ARNm synthétique alternatif utilisé, qui ne subit pas de modification nucléosidique. Malheureusement, il montre également une efficacité plus faible contre le SRAS-CoV-2, et étant donné la propension de la plupart des vaccins à montrer une efficacité encore plus faible contre les variantes, ce n’est pas prometteur.
Un autre vaccin LNP à ARNm est actuellement en cours de développement par Walvax. Contrairement aux alternatives mentionnées précédemment, ce vaccin ne cible que le RBD et est stable pendant sept jours à température ambiante. Il fait actuellement l’objet d’essais cliniques de phase 3 et son efficacité n’est pas connue.
Il y a plusieurs raisons pour lesquelles les vaccins à ARNm ont besoin de températures aussi basses. D’une part, il s’agit d’une nouvelle technologie qui n’a pas encore été entièrement optimisée. Cependant, le facteur le plus important est l’ARNm lui-même. Alors que l’ARNm est stable in vitro, à l’extérieur du corps, il peut être dégradé rapidement et facilement par les enzymes RNases et s’oxyde très facilement. De plus, il est sensible à l’hydrolyse dans des conditions alcalines. Il nécessite des conditions extrêmement stériles de la production à l’administration.
Il existe plusieurs options pour augmenter la stabilité du vaccin à ARNm. La plus courante est la modification de l’ARNm. Par exemple, remplacer l’uridine par de la pseudouridine pour empêcher la dégradation par la RNase ou remplacer les résidus naturels par de nouveaux acides aminés qui peuvent aider à stabiliser la protéine finale. Certaines des techniques les plus utilisées dans cette approche sont la modification de la coiffe 5′ et l’allongement de la queue poly-A.
Comme mentionné précédemment, le vecteur peut également faire une grande différence dans la stabilité. Des vecteurs viraux tels que l’alphavirus et le flavivirus ont été utilisés, mais ceux-ci peuvent présenter des inconvénients tels qu’une réaction allergique et l’intégration du génome de l’hôte. Les vecteurs non viraux à base de lipides tels que les LNP mentionnés précédemment, la polyéthylèneimine ou les lipides PEG sont plus courants. Enfin, la lyophilisation peut améliorer la stabilité de la solution une fois terminée.
Conclusion
Les auteurs concluent qu’il existe de nombreuses techniques pour augmenter la stabilité des vaccins à ARNm sans introduire de nouveaux changements majeurs. Les stratégies potentielles discutées dans leurs travaux pourraient être d’une valeur énorme pour les fabricants de vaccins et les pays qui luttent pour maintenir des chaînes logistiques et de réfrigération pour vacciner l’ensemble de leur population.
Comme les preuves indiquent que l’immunité mondiale est la méthode la plus efficace pour faire face à la menace croissante de variantes préoccupantes, les pays économiquement plus développés devraient tenir compte de ces facteurs lorsqu’ils décident de la meilleure façon de protéger leur population.
