Coronavirus : le rôle essentiel des rappels vaccinaux dans la lutte contre les variants

À mesure que le coronavirus enchaîne les mutations et poursuit son évolution, les armes dont nous disposons contre la maladie doivent elles aussi évoluer. C'est pourquoi les Instituts américains de la santé (National Institutes of Health ou NIH) ont commencé à tester des rappels de vaccin conçus pour cibler l'un des variants du SARS-CoV-2, le virus à l'origine de la COVID-19. Initialement identifiée en Afrique du Sud, la souche baptisée B.1.351 est particulièrement préoccupante car elle semble se propager plus facilement que le virus initial. Par ailleurs, d'après une étude récente, cette souche serait capable d'échapper aux protections du système immunitaire générées par les vaccins actuels ou les infections naturelles de la COVID-19.

Dans l'espoir de devancer le virus, le National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) est entré en collaboration avec la société Moderna Therapeutics afin de tester une version modifiée de son vaccin. De nouvelles instructions génétiques ont été intégrées à la formule initiale afin de déclencher la réaction du système immunitaire face au variant sud-africain. Actuellement dans sa première phase, ce nouvel essai clinique porte sur 210 adultes en bonne santé et devrait permettre d'évaluer la fiabilité et l'efficacité du vaccin de rappel.

« Les mutations sont pile au bon endroit sur la surface de la protéine virale et empêchent les anticorps de "voir" cette protéine, » explique John Mascola, directeur du centre de recherche vaccinale du NIAID. « Ces études sont conduites pour savoir si un rappel de vaccin induira une réaction immunitaire plus étendue. »

Le candidat-vaccin de Moderna contre le variant diffère de leur vaccin actuellement autorisé. Au lieu de fournir des instructions pour la fabrication de la protéine Spike (S) qui était présente sur la souche originale du SARS-CoV-2, le vaccin indique comment produire la protéine Spike telle qu'elle apparaît avec ses mutations sur la souche B.1.351. Cela donne au système immunitaire un aperçu du variant sud-africain sur lequel s'entraîner.

À l'instar de Moderna et des NIH, Pfizer et BioNTech explorent eux aussi la possibilité de vaccins spécifiques aux variants. Ils ont également une stratégie alternative en tête : administrer une troisième dose de leur vaccin initial, déjà homologué par la Food and Drug Administration des États-Unis ainsi que l'Agence européenne du médicament. Selon leur hypothèse, une injection supplémentaire pourrait générer une production encore plus importante d'anticorps qui suffirait à combattre ces nouvelles souches.

Les rappels de vaccin s'inscrivent dans une stratégie plus vaste destinée à limiter l'impact des souches mutantes. En février, l'administration Biden a alloué 200 millions de dollars au renforcement de la surveillance et au financement d'un système de détection précoce basé sur le séquençage des échantillons de SARS-CoV-2 à travers l'ensemble du territoire américain afin de mieux identifier et traquer les variants émergents. Cette initiative sera supervisée par un groupe interinstitutions dédié à la surveillance du SARS-CoV-2 au sein du département de la Santé et des Services sociaux des États-Unis. Pour cela, le programme se concentrera sur les variants dits « préoccupants » qui présentent la plus forte menace en raison d'un risque accru de contagiosité, de mortalité ou d'insensibilité aux mécanismes protecteurs de notre organisme.

ÉVOLUTION EN TEMPS RÉEL

L'échelle planétaire de cette pandémie qui échappe encore grandement à notre contrôle implique que le virus dispose de milliards d'hôtes et donc de billions d'occasions de se répliquer et de muter.

En théorie, cela pourrait se traduire par une infinité de variants potentiels, parmi lesquels une poignée donnerait au virus un avantage sélectif, le rendant quasi impossible à contrer, comme dans un jeu de la taupe. À l'heure actuelle, plus d'une dizaine de versions différentes auraient fait leur apparition, et pas uniquement au Royaume-Uni, en Afrique du Sud, au Brésil ou en Inde, mais également de façon localisée en Californie, dans l'Oregon ou à New York.

La plupart des variants ne sont pas source de préoccupation, leurs mutations restent ponctuelles et disparaissent car elles ne confèrent aucun avantage au virus. Les autorités de santé publique ne s'inquiètent que lorsqu'une souche est plus contagieuse, nous rend plus malades ou permet au virus de déjour notre réaction immunitaire. Malheureusement, ces trois facteurs décrivent les variants qui circulent actuellement aux États-Unis et ailleurs dans le monde.

« Nous assistons à l'évolution à pleine vitesse d'un virus en temps réel, » déclare Gregory Poland, spécialiste des maladies infectieuses et directeur du Vaccine Research Group de la Mayo Clinic de Rochester, dans le Minnesota. « La majorité des mutations rend le virus moins apte à survivre et à infecter. Mais la sélection naturelle favorise les mutations bénéfiques pour le virus. »

Par exemple, la souche B.1.1.7 qui a dévasté le Royaume-Uni dès le mois de décembre 2020 est bien plus contagieuse et létale que le virus d'origine. Elle se propage désormais rapidement à travers l'Europe continentale et se destine à devenir la souche prédominante aux États-Unis également. Le variant sud-africain, apparu en octobre et aujourd'hui présent dans au moins 25 États américains, et P.1, le variant qui a décimé le Brésil et atteint les États-Unis en janvier 2021, ont le potentiel de réinfecter les personnes ayant déjà contracté la COVID-19 ou étant vaccinées car ils contiennent une mutation qui leur permet d'esquiver les anticorps libérés par notre système immunitaire pour combattre les intrus.

Les scientifiques appellent les changements qui permettent aux virus d'échapper aux anticorps des mutations d'échappement. Elles se produisent lorsque le virus subit la pression de la sélection naturelle. Les virus pouvant continuer à infecter les cellules et à se reproduire sont ceux qui disposent de caractéristiques leur permettant d'outrepasser les anticorps. À l'heure actuelle, la mutation qui inquiète le plus les scientifiques s'appelle E484K, une mutation qu'ils considèrent comme la principale coupable derrière les manœuvres d'évasion du virus.

Cette mutation porte sur la forme de la protéine Spike qui recouvre la surface du coronavirus ; elle est utilisée par le virus pour se fixer sur les récepteurs des cellules humaines et y pénétrer. L'arsenal vaccinal actuel stimule la production d'anticorps qui déferlent sur la protéine Spike et l'empêchent de s'introduire dans les cellules humaines, un peu comme le chewing-gum qui empêche une clé de se glisser dans la serrure et d'ouvrir la porte d'une maison.

Il reste toutefois de nombreuses inconnues. Par exemple, les scientifiques ne savent pas encore à quel rythme le SARS-CoV-2 mute. Cette question est importante car chaque mutation fait peser le risque de diminuer l'efficacité des vaccins actuellement homologués pour lutter contre la souche initiale du virus.

Dans le cas du virus de la rougeole, la situation est différente. Lorsque ce virus mute, la nouvelle souche se trouve toujours dans l'impossibilité d'échapper aux anticorps neutralisants des vaccins. Il n'y a donc pas besoin de rappel chaque année et la formule peut rester la même. « Le vaccin contre la rougeole a été introduit en 1963 et nous utilisons encore essentiellement le même vaccin aujourd'hui, » témoigne Cody Meissner, chef du service des maladies infectieuses de l'enfant au Tufts Children’s Hospital de Boston. « En revanche pour la grippe, nous avons de nouvelles souches qui nécessitent chaque année de nouveaux vaccins. Nous ne savons pas encore où se situera la COVID-19 entre ces deux extrêmes. C'est pourquoi la communauté scientifique explore toutes ces approches différentes. Nous ne savons tout simplement pas. »

ÉVOLUTION CONVERGENTE, LA BONNE NOUVELLE

Même si les premières études pouvaient donner l'impression que le monde était voué à un éternel jeu du chat et de la souris avec ce virus, des travaux plus récents suggèrent une réalité moins pessimiste. Un nombre grandissant de preuves montre que les variants les plus inquiétants contiennent certaines caractéristiques ou mutations communes. Par exemple, le variant sud-africain, la souche P.1 du Brésil et le variant B.1.1.7 qui accable l'Europe présentent tous la mutation E484K.

Et c'est une bonne nouvelle à laquelle les scientifiques donnent le nom d'évolution convergente, un phénomène qui se produit lorsque la même mutation émerge de façon indépendante au fil du temps dans différentes régions du monde, car c'est une adaptation qui favorise la transmission et la reproduction virale. « Si l'on regarde la mutation qui offre le plus d'avantages au virus, elle est identique pour les variants sud-africain et brésilien, » indique Alessandro Sette, immunologue au sein du La Jolla Institute for Immunology en Californie. « Cela a son importance car à deux moments différents, sur deux continents distincts, deux variants menaçants ont subi la même mutation. En d'autres termes, le virus dispose d'un répertoire limité pour se montrer plus menaçant. »

Le fait que ce virus n'ait pas beaucoup plus d'un tour dans son sac suggère que la mise à jour des vaccins avec de nouvelles instructions génétiques codant pour des mutations spécifiques pourrait cibler de manière efficace et simultanée les variants préoccupants.

Bien que les anticorps générés par la vaccination puissent ne pas être capables de neutraliser complètement le variant sud-africain, le vaccin n'est pas une perte totale. Lors des essais cliniques en Afrique du Sud où ce variant est prévalent, même si l'un des vaccins s'est montré moins efficace pour empêcher l'infection, il est tout de même resté efficace à 100 % contre l'hospitalisation et les décès. La raison à cela est que le nombre considérable d'anticorps stimulé par les vaccins a permis de compenser la perte d'efficacité. « Le mur est toujours là, » illustre Sette. « Il n'est juste pas aussi efficace à maintenir hors de portée le virus. »

LES CELLULES T À LA RESCOUSSE ?

Alors que les variants soulèvent de plus en plus de préoccupations, il est crucial de se souvenir que les vaccins et les anticorps ne sont pas la seule défense de notre organisme. Les personnes qui ont déjà contracté la maladie ou été intégralement vaccinées peuvent compter sur un autre allié en cas de réinfection par le virus ou l'un de ses variants : les lymphocytes T. Ces cellules du système immunitaire, parfois surnommées lymphocytes « tueurs », peuvent entrer en action lorsque les anticorps sont submergés par le virus. Leur rôle est d'identifier les cellules infectées afin de les éliminer. « Si le mur tombe et le virus s'introduit dans la cellule, explique Sette, les cellules T sont essentielles pour contrôler et éradiquer l'infection. »

Dans une étude publiée à la fin du mois de mars, une équipe de chercheurs des NIH a analysé les échantillons sanguins de 30 sujets guéris de la COVID-19 avant l'émergence des variants. En exposant les différents types de lymphocytes T extraits de ces échantillons aux différents variants, ils ont découvert que les lymphocytes T CD8+ les reconnaissaient tous, même le variant sud-africain. « Les zones ciblées par les cellules T sont largement épargnées par les mutations des nouveaux variants, » indique Andrew Redd, scientifique du laboratoire d'immunorégulation du NIAID. Dans la grande majorité des cas, ajoute-t-il, la réaction des cellules T devrait suffire à éviter la maladie, même si le virus échappe aux anticorps neutralisants.

Les NIH espèrent terminer la phase d'admission des essais sur le rappel d'ici la fin avril. Sachant que la FDA prévoit d'accorder une autorisation d'urgence aux vaccins conçus pour lutter contre les variants, la nouvelle formule pourrait être déployée rapidement. Néanmoins, malgré ces nouvelles rassurantes, il nous faut rester vigilants. « Nous en sommes encore à un stade précoce et si la population se "lasse" de la COVID pour des raisons économiques et politiques, ce serait comme jeter de l'huile sur le feu, » déclare Gerald Poland de la Mayo Clinic. « Nous sommes potentiellement au début d'une croissance exponentielle d'un variant hautement transmissible. Personne ne peut prédire ce qu'il se passera la semaine prochaine. »

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.