Introduction au dossier Les ARN thérapeutiques
Les ARN messagers thérapeutiques
Les programmes de SVT des trois classes de lycée sont conçus de la même façon. Ils comprennent trois parties : « La Terre, la vie et l’organisation du vivant » ; « Enjeux planétaires contemporains » ; « Corps humain et santé ».
La première partie vise à l’acquisition de notions de base sur des thèmes de biologie ou de géologie. Les deux autres parties mobilisent ces acquis fondamentaux pour envisager de façon rationnelle des problèmes de société, y compris des questions de santé. Ainsi en spécialité de première, on étudie dans la première partie les modalités de la réplication de l’ADN et celles de l’expression du programme génétique. Ces mécanismes fondamentaux sont réinvestis dans la troisième partie « Variation génétique et santé », et notamment mutations et santé : maladie monogénique… Cela traduit une orientation de l’enseignement des SVT au lycée : faire un lien entre les notions fondamentales et leur implication dans la compréhension des problèmes de société et de santé.
1. Analyse du vaccin anti-covid-19
- Dans la première partie programme, en étudiant les mécanismes de l’expression du programme génétique, on acquière des connaissances de base sur la structure et la fonction de l’ARN messager.
Lorsque le programme actuel de première a été conçu, la pandémie Covid-19 n’avait pas encore eu lieu. Cette maladie infectieuse due au virus SARS-CoV-2 est apparue en Chine au mois de décembre 2019 ; en mars 2020, l’OMS déclarait qu’elle était le support d’une pandémie ; en décembre 2020, deux vaccins de conception différente de tous les autres vaccins jusqu’ici mis en œuvre ont reçu l’aval des autorités de santé : les vaccins de Pfitzer/-BioNTech et de Moderna. Ce sont des vaccins à ARN messager.
La question de la relation entre les connaissances de base acquises sur la formation et la fonction de l’ARN messager au cours de l’expression du programme génétique et l’ARN messager thérapeutique impliqué dans un vaccin contre un virus peut être abordée. C’est l’objet de la première partie de ce dossier qui a pour but de déboucher sur le principe d’un vaccin à ARN messager à partir de l’analyse du vaccin anti-SARS-CoV-2. Ce vaccin n’a pu être conçu qu’à partir de la connaissance de la structure et du génome de ce virus établie rapidement dès le mois de janvier 2020. C’est pourquoi l’analyse du vaccin à ARN messager anti-Covid est présentée à partir d’une comparaison des caractéristiques du vaccin avec celles de la biologie du virus.
- L’étude du vaccin à ARN messager se rapporte à deux thèmes du programme : l’expression du programme génétique d’une part (première partie ), le fonctionnement du système immunitaire humain d’autre part (thème de la troisième partie du programme). Néanmoins, il est possible d’envisager le principe d’un vaccin à ARN messager directement à la suite de l’expression du programme génétique en s’appuyant sur les connaissances relatives à la transcription et la traduction des gènes venant d’être acquises, et sur celles des mécanismes effecteurs de l’immunité adaptative, les anticorps, étudiées au cycle 4 du collège, éventuellement revues en seconde.
Il est bien sûr possible d’envisager l’étude du vaccin à ARN messager dans la partie consacrée à l’immunologie en considérant l’ensemble des réactions immunitaires qui se passent dans l’organisme suite à l’injection intramusculaire du vaccin. Une annexe à ce dossier fournit un document pouvant être utile.
2. La révolution en cours des vaccins à ARN messager contre les maladies infectieuses
- Les vaccinations à l’échelle mondiale contre la Covid-19 avec les vaccins à ARN messager ont montré l’efficacité et la sûreté de ce nouveau type de vaccin dans la maîtrise de la pandémie. Ces vaccins représentent une révolution majeure dans la conception des vaccins. Ils ne consistent pas à introduire dans l’organisme des pathogènes inactivés ou à virulence atténuée, ni des protéines antigéniques des pathogènes. Avec les vaccins à ARNm, l’objectif est de faire produire une protéine antigénique à forte immunogénicité, de l’agent infectieux, par les cellules de l’organisme vacciné. Pour cela on lui administre l’ARNm codant pour cette protéine. Le système immunitaire reconnaît cette protéine antigénique et déclenche une réaction immunitaire produisant des effecteurs contre un pathogène possédant cette protéine. C’est ce principe général qui doit être dégagé de l’analyse des documents sur le vaccin contre le virus SARS-CoV-2.
- Se fondant sur ce principe général, les entreprises biotechnologiques comme Moderna, Pfitzer/BioNTech et aussi d’autres, ont fait des recherches visant à la production de vaccins à ARN messager contre d’autres maladies infectieuses, notamment la grippe saisonnière. L’agence européenne des médicaments (EMA) a donné son accord à la commercialisation d’un vaccin à ARN messager, le mResvia de l’entreprise Moderna, destiné à protéger les plus de 60 ans contre le virus respiratoire syncytial (VRS), principale cause de la bronchiolite. Fin décembre 2025, aucun autre vaccin n’a reçu l’autorisation de commercialisation. Cependant en juin 2025, un communiqué de Moderna faisait part de résultats très positifs d’un essai clinique de phase III (ultime phase avant la commercialisation d’un médicament) avec un ARN messager contre la grippe saisonnière. Cet essai clinque a été réalisé sur 40805 adultes provenant de 11 pays, âgés de 50 ans et plus. Ce vaccin anti-grippal à ARNm s’est révélé plus efficace qu’un vaccin standard utilisé jusqu’ici contre la grippe saisonnière.
- L’activité qui peut être proposée aux lycéens de première est d’utiliser leur compréhension du principe d’un vaccin à ARN messager et les informations tirées de l’analyse des documents sur la structure et la biologie des virus de la grippe pour concevoir un protocole conduisant à la production d’un vaccin à ARN messager contre la grippe saisonnière.
3. Perspectives des vaccins à ARN messager en oncologie
L’importance reconnue du vaccin anti-Covid 19 dans le contrôle de la pandémie ainsi que les propriétés de cette technologie basée sur l’ARN messager ont conduit les chercheurs des entreprises de biotechnologie à considérer qu’elle pourrait être efficace dans d’autres domaines que l’infectiologie et notamment constituer une nouvelle approche thérapeutique contre les cancers.
C’est une approche innovante de l’immunothérapie du traitement des cancers car ces vaccins à ARN messager ont pour objectif de stimuler le système immunitaire afin qu’il reconnaisse et détruise efficacement les cellules cancéreuses.
La troisième partie de ce dossier peut être envisagée après avoir acquis des connaissances sur le fonctionnement du système immunitaire et la cancérisation. Elle mobilise des connaissances sur les mécanismes de l’immunité antitumorale, notamment les notions sur les antigènes tumoraux, l’immuno-surveillance et l’immuno-editing, ainsi que sur les mécanismes de la réponse immunitaire adaptative à médiation cellulaire dont les cellules effectrices sont les lymphocytes cytotoxiques.
Des données sur l’immunité anti-tumorale, sont présentées dans la première partie du dossier, qui portent sur une innovation récente d’immunothérapie cellulaire, celle relative aux cellules CAR-T. L’immunothérapie cellulaire et l’immunothérapie par des vaccins à ARN messager mobilisent différemment le système immunitaire. Elles en sont en 2025 au stade des essais cliniques plus ou moins avancés dont les résultats sont prometteurs, bien qu’il reste des difficultés à résoudre.
Avec les documents du dossier sur ce troisième thème, on peut comparer les modalités de conception et d’action d’un vaccin à ARN messager contre le cancer avec celui d’un vaccin à ARNm contre une maladie infectieuse comme la Covid-19. Cela doit conduire à bien différencier un vaccin préventif d’un vaccin thérapeutique au sens strict, où la cible est déjà présente dans l’organisme.
Enfin on pourra exploiter des données cellulaires et cliniques sur un essai de thérapie avec un vaccin à ARN messager contre le cancer du pancréas.
4. Une application futuriste (prometteuse ?) de la technologie de vaccin à ARN messager
Les données statistiques indiquent que la fréquence et la gravité de maladies infectieuses comme la grippe est plus élevée chez les personnes âgées. Il en est de même pour la fréquence des cancers. Cela indique que l’efficacité du système immunitaire diminue avec l’âge. On parle d’immunosénescence.
Une explication réside dans l’involution du thymus, organe nécessaire à la production et à la maturation de lymphocytes T diversifiés. Des chercheurs ont montré que trois facteurs protéiques (DLL1, FLT3 et IL2) produits par le thymus sont indispensables à la maturation des lymphocytes T et que leur production diminue avec l’âge.
Le 17 décembre 2025, dans le périodique « Nature », des chercheurs relatent une expérimentation chez des souris âgées consistant en l’injection d’un vaccin à ARN messager avec l’objectif d’obtenir un « rajeunissement fonctionnel » du système immunitaire de ces souris.
En exploitant les données fournies, on peut chercher à expliquer en quoi cette expérimentation répond aux critères d’une vaccination à ARN messager et si les résultats obtenus sont positifs, au moins temporairement, qu’il faut être prudent vis-à-vis d’une généralisation et d’une application à l’espèce humaine.
5. Les ARN interférents une nouvelle classe d’ARN thérapeutiques
Le programme de spécialité de première ne mentionne pas la notion d’ARN interférents mais met l’accent sur la régulation de l’expression des gènes par divers facteurs internes et externes. Les ARN interférents sont de petits ARN qui ne codent pas pour des protéines mais jouent un rôle important dans la régulation de l’expression des gènes et donc dans la production de protéines spécifiques au sein des cellules. Ils le font en se fixant sur des régions spécifiques d’un ARN messager d’un gène bloquant ainsi la traduction de cet ARN messager et entraînant sa destruction.
On a mis en évidence deux types d’ARN interférents : les siARN et les miARN. Dans ce dossier, on n’envisage que les siARN qui sont spécifiques d’un seul ARN messager et contrôlent donc la production d’une protéine précise. De nombreux ARN interférents (ARNi) ont été identifiés.
Suite à la mise en évidence de l’existence des ARN interférents dans les cellules, dont les auteurs ont été récompensés par le prix Nobel en 2006, les chercheurs ont pensé qu’ils pouvaient être le support de « médicaments » pour traiter certaines maladies génétiques où les symptômes sont dus à la production de protéines défectueuses ou produites en excès. Pour cela, ils ont conçu des ARN interférents synthétiques. Le « Patisiran » est le premier ARN synthétique dont la commercialisation a été autorisée pour traiter une maladie génétique rare, l’amylose héréditaire à transthyrétine.
C’est l’exemple retenu dans ce dossier dont les documents peuvent être exploités pour expliquer le mode d’action de cet ARN interférent qui en fait un médicament thérapeutique pour traiter cette maladie.
Dans le commentaire de cet exemple, on évoque les promesses de cette thérapie à ARN interférent contre des maladies génétiques plus courantes, des maladies virales et certains cancers.