Tweet
La plupart des vaccins doivent être congelés ou réfrigérés, ce qui implique de lourdes contraintes en matière de stockage et de transport. Des vaccins sous forme lyophilisée pourraient, eux, être conservés durant plusieurs mois à température ambiante. Mais un vaccin n'est pas une soupe en sachet : ses ingrédients sont particulièrement fragiles.
La campagne de vaccination contre la Covid-19 est un véritable défi, du fait des conditions de conservation drastiques des vaccins. Celui de Pfizer doit être conservé à -70 °C et celui de Moderna à -20 °C. Même les vaccins « classiques », comme celui d'AstraZeneca, doivent être réfrigérés (entre 2 °C et 8 °C). Si cela ne cause pas trop de problèmes chez nous, c'est un frein à la vaccination dans de nombreux pays chauds, qui ne disposent pas des infrastructures nécessaires. Selon l'Organisation mondiale pour la santé (OMS), la moitié des vaccins dans le monde sont ainsi gaspillés chaque année en raison de mauvaises conditions de stockage et de transport.
Bientôt le vaccin Spoutnik V sous forme de poudre ?
Les chercheurs travaillent donc depuis plusieurs années sur la possibilité de lyophiliser les vaccins, ce qui permettrait de les conserver plusieurs mois à température ambiante. La lyophilisation, qui consiste à congeler puis déshydrater un produit, permet d'obtenir une forme bien plus stable qu'en solution aqueuse. En novembre dernier, la Russie a ainsi annoncé que son vaccin Spoutnik V serait prochainement disponible sous forme de poudre à réhydrater, et des commandes de matériel de lyophilisation ont même été passées. Si cette technique était mise au point, cela conférerait un gros avantage à ce vaccin notamment pour l'exporter dans des pays en développement.
Mais la technique est en réalité très difficile à maîtriser. La congélation et la déshydratation abîment les composants du vaccin - par exemple la membrane lipidique, les protéines ou les acides nucléiques. Il peut aussi se former des cristaux de glace à l'intérieur du virus ou des cellules, ce qui augmente le risque d'agrégation des protéines. Les vaccins à ARN, qui requièrent des nanoparticules lipidiques, sont ainsi particulièrement sensibles à la lyophilisation.
Un peu de sucre dans mon vaccin
Il existe toutefois des excipients permettant d'éviter ces inconvénients. On utilise généralement des saccharides et alcools de sucre, qui permettent de stabiliser les protéines et d'éviter qu'elles ne s'agrègent ou ne soient dénaturées durant la phase de congélation. Durant l'étape de déshydratation, ces sucres remplacent les liaisons hydrogène entre l'eau et les protéines ou les phospholipides. En 2016, des chercheurs australiens ont ainsi réussi à développer un vaccin contre la grippe saisonnière sous forme lyophilisée en utilisant du tréhalose (un sucre naturel) et de la glycine (un surfactant). Une autre équipe est parvenue, toujours avec le tréhalose, à produire un vaccin ARN pouvant se conserver durant 10 mois à 4 °C.
Six mois à température ambiante
Une nouvelle étude parue dans Science Advances détaille, elle, une nouvelle approche qui consiste à se débarrasser de la membrane cellulaire, qui ne résiste pas à la déshydratation, pour ne conserver que la « machinerie » cellulaire à l'intérieur. Une fois lyophilisé, le vaccin peut ainsi être conservé au minimum six mois à température ambiante. Il suffit de le réhydrater avec de l'eau au moment de l'administrer. « Notre système permet de reconstituer une dose de vaccin en moins d'une heure pour un dollar », atteste Michael Jewett, coauteur de l'étude et biochimiste à l'université Northwestern. Selon les essais menés sur des souris, ce vaccin déshydraté fonctionne aussi bien « et parfois même mieux » que les formes traditionnelles, atteste Michael Jewett sur le site Motherboard. Le concept n'a pour l'instant été testé qu'avec un vaccin dit conjugué, qui associe les sucres d'une bactérie à une protéine spécifique (ces vaccins sont notamment destinés à lutter contre les infections bactériennes résistantes). Selon les auteurs, l'avantage est de permettre une production décentralisée et à la demande.
La fabrication de vaccins lyophilisés nécessiterait toutefois de revoir complètement la chaîne de production. Une technique d'avenir, pour sûr, mais peu probable dans le cadre de l'urgence épidémique que nous connaissons.
futura
La campagne de vaccination contre la Covid-19 est un véritable défi, du fait des conditions de conservation drastiques des vaccins. Celui de Pfizer doit être conservé à -70 °C et celui de Moderna à -20 °C. Même les vaccins « classiques », comme celui d'AstraZeneca, doivent être réfrigérés (entre 2 °C et 8 °C). Si cela ne cause pas trop de problèmes chez nous, c'est un frein à la vaccination dans de nombreux pays chauds, qui ne disposent pas des infrastructures nécessaires. Selon l'Organisation mondiale pour la santé (OMS), la moitié des vaccins dans le monde sont ainsi gaspillés chaque année en raison de mauvaises conditions de stockage et de transport.
Bientôt le vaccin Spoutnik V sous forme de poudre ?
Les chercheurs travaillent donc depuis plusieurs années sur la possibilité de lyophiliser les vaccins, ce qui permettrait de les conserver plusieurs mois à température ambiante. La lyophilisation, qui consiste à congeler puis déshydrater un produit, permet d'obtenir une forme bien plus stable qu'en solution aqueuse. En novembre dernier, la Russie a ainsi annoncé que son vaccin Spoutnik V serait prochainement disponible sous forme de poudre à réhydrater, et des commandes de matériel de lyophilisation ont même été passées. Si cette technique était mise au point, cela conférerait un gros avantage à ce vaccin notamment pour l'exporter dans des pays en développement.
Mais la technique est en réalité très difficile à maîtriser. La congélation et la déshydratation abîment les composants du vaccin - par exemple la membrane lipidique, les protéines ou les acides nucléiques. Il peut aussi se former des cristaux de glace à l'intérieur du virus ou des cellules, ce qui augmente le risque d'agrégation des protéines. Les vaccins à ARN, qui requièrent des nanoparticules lipidiques, sont ainsi particulièrement sensibles à la lyophilisation.
Un peu de sucre dans mon vaccin
Il existe toutefois des excipients permettant d'éviter ces inconvénients. On utilise généralement des saccharides et alcools de sucre, qui permettent de stabiliser les protéines et d'éviter qu'elles ne s'agrègent ou ne soient dénaturées durant la phase de congélation. Durant l'étape de déshydratation, ces sucres remplacent les liaisons hydrogène entre l'eau et les protéines ou les phospholipides. En 2016, des chercheurs australiens ont ainsi réussi à développer un vaccin contre la grippe saisonnière sous forme lyophilisée en utilisant du tréhalose (un sucre naturel) et de la glycine (un surfactant). Une autre équipe est parvenue, toujours avec le tréhalose, à produire un vaccin ARN pouvant se conserver durant 10 mois à 4 °C.
Six mois à température ambiante
Une nouvelle étude parue dans Science Advances détaille, elle, une nouvelle approche qui consiste à se débarrasser de la membrane cellulaire, qui ne résiste pas à la déshydratation, pour ne conserver que la « machinerie » cellulaire à l'intérieur. Une fois lyophilisé, le vaccin peut ainsi être conservé au minimum six mois à température ambiante. Il suffit de le réhydrater avec de l'eau au moment de l'administrer. « Notre système permet de reconstituer une dose de vaccin en moins d'une heure pour un dollar », atteste Michael Jewett, coauteur de l'étude et biochimiste à l'université Northwestern. Selon les essais menés sur des souris, ce vaccin déshydraté fonctionne aussi bien « et parfois même mieux » que les formes traditionnelles, atteste Michael Jewett sur le site Motherboard. Le concept n'a pour l'instant été testé qu'avec un vaccin dit conjugué, qui associe les sucres d'une bactérie à une protéine spécifique (ces vaccins sont notamment destinés à lutter contre les infections bactériennes résistantes). Selon les auteurs, l'avantage est de permettre une production décentralisée et à la demande.
La fabrication de vaccins lyophilisés nécessiterait toutefois de revoir complètement la chaîne de production. Une technique d'avenir, pour sûr, mais peu probable dans le cadre de l'urgence épidémique que nous connaissons.
futura