Vers un vaccin universel contre les coronavirus?

Résumé
Face à l’émergence régulière de nouveaux variants de SARS-CoV-2, la recherche se concentre aujourd’hui sur la mise au point de vaccins dits « pancoronaviraux » capables de contrôler l’ensemble de ces variants, présents ou à venir, voire l’ensemble des coronavirus qui menacent l’espèce humaine.

Cette stratégie de recherche découle de la découverte, chez des personnes ayant souffert de SRAS ou de COVID-19, d’anticorps dits « largement neutralisants », c’est-à-dire capables de neutraliser non seulement les SARS-CoV mais également divers coronavirus présents chez l’homme ou les chauves-souris. Ces anticorps reconnaissent des fragments de protéines qui, au cours de l’évolution, sont conservés entre les différents coronavirus et leurs variants.

En disposant ces fragments conservés sur des nanoparticules, ou en créant des ARN messagers chimériques capables de stimuler leur synthèse par nos cellules, il semble possible de créer des vaccins dont le large spectre d’efficacité reposera sur la production de ces anticorps largement neutralisants.

Qu’ils soient destinés à contrôler la pandémie de SARS-CoV-2 ou à nous préparer à une éventuelle prochaine pandémie, ces types de vaccins constitueraient un pas de géant dans le contrôle des infections à coronavirus.

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Course poursuite

Alors que, depuis bientôt un an, nous assistons à une course poursuite entre nouveaux variants de SARS-CoV-2 et doses supplémentaires de vaccins issus du variant originel, certaines équipes de recherche ont orienté leurs travaux vers ce qui prend, dans le contexte actuel, des allures de Graal : des vaccins pouvant non seulement nous protéger contre tous les variants connus et à venir de SARS-CoV-2, mais aussi contre l’ensemble des coronavirus qui pourraient nous menacer dans le futur.

La publication, fin décembre 2021, de plusieurs articles scientifiques sur les travaux de l’armée américaine dans ce domaine, ainsi que l’annonce d’un essai de phase 2/3 sur ce type de vaccin, nous offrent l’opportunité de faire le point sur ce domaine de recherche.

Alpha, Bêta, Gamma, Delta… sont aussi des familles de coronavirus
L’ensemble des coronavirus se caractérisent par la présence d’une protéine Spike (spicule) sur leur surface, qui forme la « couronne » ayant donné son nom à ces virus.

Pour rappel, on distingue 4 familles de coronavirus désignées, comme les variants de SARS-CoV-2, par des lettres grecques : alpha-, bêta-, gamma- et deltacoronavirus. Parmi ces familles, les gamma- et deltacoronavirus infectent essentiellement les oiseaux et les porcins et n’ont jamais été mis en cause dans des infections humaines.

Pour cette raison, la recherche d’un vaccin pancoronaviral chez l’homme concerne surtout les alphacoronavirus (représentés chez l’homme par deux virus du rhume, 229E et NL63) et les bêtacoronavirus [dont font partie les sarbécovirus (SARS-CoV ; SARS-CoV-2 ; 0C43 et HKU1, deux autres virus du rhume) et les Merbécovirus (MERS-CoV)]. Ces deux familles de coronavirus peuvent également infecter d’autres espèces de mammifères et sont particulièrement représentées chez les chauves-souris qui, par une inhibition spécifique de leur immunité, cohabitent pacifiquement avec la plupart de leurs (nombreux) coronavirus.

Le concept de vaccin pancoronaviral vise donc à obtenir des vaccins qui seraient capables de stimuler une immunité suffisamment spécifique contre l’ensemble des alpha- et des bêtacoronavirus, dans le but de contrôler SARS-CoV-2 dans la durée et de prévenir une nouvelle pandémie comme celle que nous connaissons actuellement.

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La découverte d’anticorps largement neutralisants contre les coronavirus

Cet objectif n’est pas irréaliste. Tout d’abord, il existe déjà des vaccins plurivalents dans d’autres pathologies (par exemple, les infections à papillomavirus humains – 9 valences – ou à pneumocoques – 23 valences, ainsi que la grippe saisonnière).

De plus, on connaît depuis plusieurs années l’existence d’anticorps dits « largement neutralisants » (« broadly neutralizing antibodies ») dont l’existence a été particulièrement documentée dans l’infection par le VIH/sida et qui forment désormais un champ d’étude important dans la recherche d’un vaccin contre cette maladie. Ces anticorps reconnaissent des régions des protéines virales (des « épitopes ») qui sont conservées dans l’évolution de ces virus et ils possèdent, de ce fait, un pouvoir neutralisant sur un vaste répertoire de souches/variants.

Dans le contexte des coronavirus humains, un premier anticorps largement neutralisant a été identifié en 2020 à partir de lymphocytes B issus d’un patient ayant souffert du SRAS en 2003. Cet anticorps, nommé S309, a montré un fort pouvoir neutralisant contre SARS-CoV, mais également contre des variants de SARS-CoV-2 (dont Omicron). Il a, pour cette raison, servi de modèle à un anticorps monoclonaldésormais autorisé dans l’Union européenne, le sotrovimab (XEVUDY), l’un des rares anticorps monoclonaux à conserver son pouvoir neutralisant contre le variant Omicron.
S309 présente une particularité intéressante : son action protectrice semble également liée à sa capacité à stimuler la réaction immunitaire contre les cellules infectées, via les lymphocytes Natural Killer (on parle alors de « cytotoxicité à médiation cellulaire dépendante des anticorps »).

D’autres anticorps largement neutralisants ont depuis été découverts à partir de sérums de patients atteints de COVID-19 :

• S2H97, qui peut neutraliser tous les sarbécovirus connus et qui reconnaît un épitope qui reste encore à identifier, le site V ;
• S2E12, également capable de neutraliser les sarbécovirus mais avec moins de puissance que S2H97, et qui reconnaît un épitope du RBD (Receptor Binding Domain) de la protéine Spike conservé entre ces virus.

Plusieurs autres anticorps largement neutralisants contre les alpha- et bêtacoronavirus ont été identifiés (voir par exemple Tortorici A. et al. et Wec A. et al.), confirmant l’intérêt de l’approche consistant à stimuler leur production par le biais de vaccins ciblés. Par ailleurs, une étude récente a confirmé l’intérêt des anticorps largement neutralisants dans le contrôle du variant Omicron.

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