💉 Une IA aide à concevoir des vaccins à ARN résistants

On se souvient des vaccins contre la Covid-19, dont la fragilité imposait de respecter une chaîne du froid stricte entre leur sortie des chaînes de fabrication et l’injection.

Cette contrainte pourrait changer : des vaccins expérimentaux à ARN se sont montrés bien plus résistants. Ils ont conservé leurs propriétés jusqu’à un an à température ambiante grâce à une formulation trouvée avec l’aide de l’intelligence artificielle.

L’ARN messager est une molécule fragile. Dans ces vaccins, il est enfermé dans de minuscules enveloppes grasses appelées nanoparticules lipidiques, qui le protègent et l’aident à entrer dans les cellules. Malgré cette protection, les formulations doivent généralement rester froides. Les chercheurs du MIT ont cherché à rendre des compositions proches de celles utilisées contre la Covid-19 beaucoup plus résistantes à la chaleur.

Leur méthode agit sur les ingrédients ajoutés autour de ces nanoparticules. Sucres, sels ou polymères peuvent protéger la préparation pendant son stockage. Or les combinaisons possibles sont nombreuses et les tester une par une demanderait beaucoup d’expériences. L’équipe a donc utilisé un algorithme capable d’apprendre à partir d’un petit nombre de mesures, puis de choisir les formulations les plus intéressantes à tester ensuite.

Concrètement, près de 50 substances déjà autorisées comme excipients ont d’abord été examinées. Un excipient est un ingrédient qui accompagne le principe actif sans être lui-même le vaccin. L’algorithme a ensuite guidé les essais successifs. Selon l’étude publiée dans Nature Biotechnology, six cycles d’optimisation réalisés en moins d’un mois ont suffi pour obtenir des formulations nettement plus stables.

Les chercheurs ont travaillé avec deux types de nanoparticules proches des compositions utilisées pour les vaccins de Moderna et Pfizer-BioNTech. Sous forme solide et sans eau, certaines préparations ont conservé toute leur activité biologique pendant plus de deux mois à 37 °C. D’autres essais rapportés par le MIT montrent une stabilité pouvant atteindre un an à température ambiante.

La stabilité chimique ne suffit cependant pas : le vaccin doit encore provoquer la réponse immunitaire attendue. Chez des souris recevant un vaccin expérimental contre la Covid-19 après stockage prolongé, cette réponse est restée comparable à celle obtenue avec une préparation fraîche. L’étude rapporte également des réponses immunitaires chez des rongeurs et des primates non humains avec les formulations solides thermostables.

Cette résistance à la chaleur pourrait réduire la dépendance à la chaîne du froid. Aujourd’hui, le stockage à basse température complique le transport vers les régions disposant de peu d’équipements frigorifiques. Une préparation solide ouvre aussi la voie à d’autres modes d’administration, notamment des patchs couverts de centaines de micro-aiguilles qui se dissolvent dans la peau.

Ces résultats restent précliniques : ils ne démontrent pas encore qu’un vaccin ainsi formulé peut être distribué et utilisé chez l’être humain pendant un an sans réfrigération. Les chercheurs disposent désormais d’une méthode pour adapter la formulation à différentes nanoparticules et différents ARN. Des essais supplémentaires devront établir les durées de conservation et les conditions d’utilisation adaptées à de futurs produits.