2 - Production de nouveaux virions et de nouvelles nanoparticules vaccinales
2 - Production de nouveaux virions et de nouvelles nanoparticules vaccinales
A - Données et questionnements
2a - Production de nouveaux virions au cours d’une infection naturelle
D’après : Learning from the past : possible urgent prevention and treatment option for severe acute respiratory infections caused by 2019-ncov. Jarod R. Morse et al. Chembiochem. Mar 2, 2020.
Repérer le virion initial et envisager globalement ce qui se passe dans la cellule infectée.
2b - production de nouvelles nano particules vaccinales
L’image illustre de la gauche vers la droite, des étapes de la formation de nanoparticules. Pour les obtenir, les entreprises pharmaceutiques utilisent plusieurs types de lipides avec l’ARN messager. Celui-ci est obtenu in vitro, donc en dehors de toute cellule, par transcription d’une molécule d’ADN codant pour la protéine « spike » du virus et grâce à une enzyme, l’ARN polymérase. C’est donc un ARN messager synthétique, qui peut être fabriqué de manière industrielle.
Questionnements
- Indiquer les lieux où est élaborée la production de nouveaux virions SARS-CoV-2 et celle de nanoparticules à ARN messager.
- Indiquer la nature de la protéine codée par l’ADN utilisé pour la synthèse de l’ARN messager d’une nanoparticule (cela si on fournit la séquence de l’ADN).
- Pour synthétiser la molécule d’ADN utilisée dans la production de nanoparticule, quelle connaissance a été préalablement acquise ?
- Indiquer les deux technologie complémentaires ayant permis la production de nanoparticules vaccinales anti-covid.
B - Commentaires et compléments
L’objectif de ce deuxième point n’est pas d’étudier le cycle du virus SARS-CoV-2 mais d’opposer la formation de nouvelles nanoparticules vaccinales à celle de nouveaux virions pour en mettre en évidence les points essentiels .
- Le document 2a sur le cycle du SARS-CoV-2 a déjà été fourni dans l’article : « Réplication et expression de l’information génétique au cours du cycle infectieux du virus ». Ici il ne sert qu’à visualiser que de nombreux nouveaux virions sont produits à partir du virion qui a infecté une cellule cible de l’organisme. Le virus se reproduit au sein de la cellule parasitée.
- Le document 2b indique que la production de nanoparticules vaccinales a lieu in vitro, en dehors de toute cellule. Elle est l’oeuvre des chercheurs de sociétés spécialises dans leur fabrication.
La nanoparticule est constituée de deux éléments essentiels : l’ARN messager totalement conçu in vitro et l’enveloppe lipidique produite à partir de molécules lipidiques bien précises.
L’ARN messager est produit en grande quantité par transcription in vitro (IVT). A partir de la connaissance de la séquence codante de l’ARN qui code pour la protéine spike, les chercheurs synthétisent in vitro des molécules d’ADN double brin. C’est donc un ADN synthétique qui code pour la protéine spike. Dans un milieu où il y a tous le nucléotides nécessaires, ils font agir une enzyme, une ARN polymérase qui assure la transcription de l’ADN en ARN. Les molécules d’ARNm sont ensuite purifiées.
- Fichier Séquence vaccin Pfizer en ADN double brin.edi pour Anagène ou Géniegen
La figure 2b illustre comment les nanoparticules sont produites. Pour cela, les laboratoires partent d’un mélange contenant une solution alcoolique des types de lipides entrant dans la constitution de l’enveloppe et une solution aqueuse de molécules d’ARN messager synthétisées par IVT. En agissant sur le ph du mélange, il y a une évolution qui conduit à la formation de nanoparticules lipidiques (LNP) où l’ARN messager codant pour la protéine spike est encapsulé.
La production de nanoparticules vaccinales anti-covid a donc résulté de la maîtrise d’une technologie, celle de l’ARN messager, et de celle de la chimie des lipides biologiques.