Une équipe de recherche de l’Université de Cambridge au Royaume-Uni a récemment annoncé qu’un nouveau vaccin à ADN conçu grâce à l’intelligence artificielle (IA) avait achevé son premier essai sur l’homme. Il vise à fournir une protection à large spectre contre toutes les variantes connues du coronavirus humain et les virus associés potentiellement transmis des chauves-souris aux humains par une seule vaccination.

Le vaccin est décrit par les chercheurs comme un type de vaccin « fondamentalement nouveau », avec des composants antigéniques clés entièrement conçus avec l’IA. Les vaccins traditionnels ciblent généralement un virus spécifique et entraînent le système immunitaire à reconnaître une ou quelques protéines virales. Cependant, les virus continuent de muter. Lorsque la gamme de mutations est suffisamment large, le pouvoir protecteur du vaccin original sera considérablement réduit. C'est pourquoi le vaccin contre la grippe doit être mis à jour chaque année et la formule du nouveau vaccin contre le coronavirus a été mise à jour à plusieurs reprises depuis 2021. L'équipe de recherche a souligné que l'IA apporte une nouvelle solution à ce problème : en analysant les données génétiques de milliers de virus apparentés, l'IA peut filtrer les fragments de séquence qui sont hautement conservés entre différentes souches et qui ne sont pas sujets à des changements au cours de l'évolution, fournissant ainsi une cible pour la conception d'un vaccin ciblant « l'ensemble de la famille de virus » au lieu de se limiter à une certaine souche connue.

Plus précisément, l’équipe de Cambridge a utilisé l’IA pour analyser le sous-genre « sarbecovirus », y compris les virus responsables du SRAS et du COVID-19, ainsi qu’une série de coronavirus animaux, à la recherche de caractéristiques communes qui sont restées presque inchangées au cours de l’évolution à long terme. Ces régions stables ont finalement été utilisées comme cibles immunitaires pour de nouveaux vaccins. Les chercheurs espèrent qu'en verrouillant ces « faiblesses communes » qui ne sont pas sujettes aux mutations, ils pourront toujours maintenir un certain degré de protection croisée lorsque de nouveaux virus apparentés apparaîtront à l'avenir, gagnant ainsi un temps précieux pour répondre à des épidémies inconnues.

Différent du vaccin à ARNm contre la COVID-19 que le public connaît mieux, ce nouveau vaccin utilise la technologie de l’ADN. Comparés aux vaccins à ARNm, les vaccins à ADN sont généralement plus stables lors du stockage et du transport et nécessitent des conditions de chaîne du froid plus faibles, ce qui est particulièrement critique pour les pays à faible revenu dotés d’infrastructures de chaîne du froid limitées. De plus, le vaccin ne nécessite pas d’injection traditionnelle par aiguille. Au lieu de cela, le vaccin est injecté dans la peau par un flux de fluide à haute pression. Cette méthode d’administration sans aiguille devrait réduire la douleur pendant la vaccination, tout en facilitant son déploiement rapide et en améliorant l’efficacité de la vaccination lors d’épidémies à grande échelle.

Du point de vue de la santé publique, les chercheurs soulignent que si cette approche technique s’avère efficace, les vaccins à large spectre devraient changer la façon dont les humains réagissent aux maladies infectieuses émergentes. En étant conçus pour cibler les caractéristiques communes aux souches d’une famille de virus, les vaccins à large spectre devraient fournir une protection de base contre les nouveaux virus encore inconnus au début d’une épidémie, permettant ainsi aux autorités de santé publique d’interrompre les chaînes de transmission avant qu’une pandémie ne se développe. La même idée est également considérée comme un potentiel « changement de donne » dans le domaine de la grippe : actuellement, les scientifiques doivent prédire à l’avance les souches dominantes de chaque saison grippale. Une fois la prédiction erronée, l’effet protecteur du vaccin sera considérablement réduit. Si un « vaccin universel contre la grippe » peut être développé, ciblant les caractéristiques communes de plusieurs souches de grippe, cette « guerre de rattrapage » annuelle devrait prendre fin.

La dernière épidémie d’Ebola souligne l’urgence pratique de cette orientation. Les récentes épidémies en République démocratique du Congo et en Ouganda ont été principalement provoquées par la souche Bundibugyo, qui peut contourner la protection des vaccins existants, exposant ainsi les communautés locales à un risque plus élevé. Alors que les chercheurs développent de toute urgence un nouveau vaccin contre cette souche spécifique, un vaccin à large spectre contre l'ensemble de la famille des virus, s'il est déployé à l'avance, évitera probablement une situation passive similaire de « remplacement de souche - vaccin à la traîne ».

Dans ce dernier essai sur l’homme, les chercheurs rapportent qu’il s’agit du premier vaccin conçu par l’IA au monde à être testé sur l’homme. Les résultats ont montré que le vaccin à ADN était capable de stimuler le système immunitaire des sujets et de produire des anticorps capables de reconnaître plusieurs sarbécovirus. L'essai a également montré que cette voie technique était généralement sûre et bien tolérée par les sujets. L'équipe estime que ce résultat montre que l'IA a un potentiel important dans la conception de nouveaux vaccins dotés d'une « résistance aux mutations » contre de futurs agents pathogènes pandémiques potentiels, et que le système d'administration de médicaments sans aiguille apporte des avantages supplémentaires à la promotion de la vaccination à l'échelle mondiale.

Cependant, les chercheurs admettent également que ces progrès sont encore loin d’être un véritable « vaccin universel ». Bien que la réponse immunitaire observée dans la présente étude soit à large spectre, le niveau global reste modéré. On ne sait toujours pas combien de temps l’effet protecteur peut être maintenu et si des injections de rappel supplémentaires sont nécessaires. En outre, des essais cliniques plus vastes sont nécessaires pour vérifier si le vaccin peut effectivement prévenir ou atténuer différentes infections virales dans des conditions réelles.

Les experts soulignent qu’il sera difficile de parvenir à maturité d’ici plusieurs années pour qu’un vaccin universel pouvant être largement utilisé soit atteint. Tout nouveau vaccin doit encore passer par des essais cliniques en plusieurs étapes sur de grands échantillons pour prouver sa sécurité, son efficacité et ses capacités de protection à long terme. Néanmoins, cette étude montre qu’avec l’aide de l’IA, la communauté scientifique se rapproche progressivement de cet objectif, et que l’analyse systématique et la conception rapide de grandes lignées de virus à l’aide d’algorithmes pourraient réduire considérablement le délai entre le concept et l’application clinique des vaccins de nouvelle génération.