Copié ;ARN messager conventionnel ou auto-réplicatif

Messages : 387 Réputation : 0 Date d'inscription : 14/09/2019

ARN messager conventionnel ou auto-réplicatif

Il existe deux sortes de vaccins à ARN messager. Le premier repose sur un ARN conventionnel.

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]ARN dit « conventionnel » (non-amplifiant), avec à ses extrémités une coiffe et une queue poly-A. Zhong Z, et al. 2018 Dec;23:16-39.

Le second consiste en un ARN messager dit auto-réplicatif (self-amplifying mRNA). L’objectif de ces derniers est de démultiplier le nombre de molécules d’ARN messager qui seront traduites en protéines dans le cytoplasme de la cellule.

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]Représentation schématique d’un vaccin à ARN auto-réplicatif. Celui-ci renferme la séquence codant l’antigène d’intérêt (en violet, GOI : gene of interest) ainsi qu’une séquence codant des protéines non structurales participant à la réplication de l’ARN. Cette machinerie de réplication, appelée complexe réplicase, provient le plus souvent d’un alphavirus ou d’un flavivirus. Il peut s’agir du virus Sindbis, de celui de la forêt de Semliki ou du virus Kunjin. Le complexe réplicase est composé de quatre gènes non structuraux (nsP1, nsP2, nsP3, nsP4). SP : protéines structurales. Versteeg L, et al. Vaccines (Basel). 2019 Sep 20;7(4):122.

Les vaccins à ARN auto-réplicatif ont la particularité de renfermer une séquence d’un alphavirus ou d’un flavivirus. Ces virus possèdent un ARN qui a la capacité de s’autorépliquer car il code une enzyme appelée réplicase. La séquence du virus codant les protéines structurales est en revanche remplacée par celle codant l’antigène vaccinal. L’absence quasi-totale de protéines virales structurales empêche la production de particules virales infectieuses correspondant au virus d’origine. L’ARN synthétique qui en résulte est appelé réplicon.

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]Schéma illustrant une cellule après introduction d’un vaccin à ARN messager conventionnel (à gauche) ou d’un ARNm auto-réplicatif (à droite). Rendement supérieur de la protéine traduite via le processus d’auto-réplication de l’ARN. Versteeg L, et al. Vaccines (Basel). 2019 Sep 20;7(4):122.

Une fois parvenu dans le cytoplasme de la cellule, l’ARN auto-réplicatif traduit le gène de la réplicase. Cette enzyme copie alors la longue molécule d’ARN en un brin complémentaire. Celui-ci est ensuite utilisé par la réplicase pour fabriquer une grande quantité d’ARN auto-réplicatif. Dans le même temps, la réplicase se fixe sur le brin ARN négatif et commence à reproduire de multiples copies de l’ARN codant la protéine d’intérêt. Cet ARN messager (ou réplicon), porteur du code de fabrication de l’antigène vaccinal, est alors copié de nombreuses fois. Ces multiples molécules d’ARN messager sont ensuite lues par les ribosomes qui synthétisent une grande quantité d’antigène vaccinal.

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]Représentation schématique des deux sortes de vaccins à ARN messager (mRNA). À gauche : vaccin à ARN messager dit « conventionnel », par opposition au vaccin à ARN auto-réplicatif (à droite). Une fois la protéine synthétisée au niveau des ribosomes, elle est présentée au niveau de la membrane externe de la cellule, sous la forme de fragments. Ce sont ces derniers, portés par les molécules du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH), qui sont reconnus par le système immunitaire. En violet, GOI: gene of interest (gène d’intérêt codant l’antigène vaccinal). Maruggi G, et al. Mol Ther. 2019 Apr 10;27(4):757-772.

Par rapport aux ARN non-réplicatifs, les vaccins ARN auto-réplicatifs ont pour principal avantage de prolonger la durée durant laquelle la protéine pour laquelle ils codent est produite.

Jusqu’à ce jour, ces ARN messagers auto-réplicatifs n’ont été testés que sur des modèles animaux. La durée d’expression de la protéine vaccinale est, selon les cas, de plusieurs jours, plusieurs semaines, jusqu’à deux mois. Afin de conserver leur capacité d’auto-amplification, ces réplicons ARN ne sont pas capables, contrairement à leurs homologues non-réplicatifs, d’accepter des modifications de nucléotides et autres modifications de séquences. Les ARN auto-réplicatifs sont plus longs que les autres (9 000 à 10 000 paires de bases contre 2 000 à 3 000 bases). Dans certains modèles animaux, les vaccins à ARN messager auto-réplicatif permettent de conférer une protection équivalente aux vaccins à ARN messager conventionnel mais à des doses nettement inférieures.

Le premier article décrivant l’utilisation de nanoparticules pour délivrer un ARN auto-réplicatif a été publié par des chercheurs de la firme pharmaceutique Novartis en 2012 dans les comptes rendus de l’Académie américaine des sciences (PNAS). Andrew J. Geall et ses collègues rapportaient avoir induit une réponse immunitaire contre le virus de la grippe et le parasite de la toxoplasmose.