Un nouveau vaccin conçu par IA pourrait protéger des familles entières de virus et changer la façon dont le monde se prépare aux futures pandémies.
Une équipe de chercheurs britanniques, dirigée par des scientifiques des universités de Cambridge et de Southampton au Royaume-Uni, a mis au point le premier vaccin entièrement conçu par l’intelligence artificielle (IA) à être testé chez l’être humain.
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« Des virus comme la grippe, les coronavirus et la famille Ebola évoluent en permanence et, au moment où les vaccins sont déployés, ils peuvent déjà être mal adaptés : le système actuel de vaccins “réactifs” peine à suivre », a déclaré le professeur Saul Faust, de l’université de Southampton, investigateur principal de l’essai.
Ces dernières années, plusieurs flambées ont été provoquées par des bêtacoronavirus, dont la plus importante est à l’origine de la pandémie de COVID-19. La circulation continue de ces virus a entraîné des mutations des agents pathogènes et l’apparition de nouveaux variants.
Consciente de la nécessité de disposer de vaccins offrant une protection plus large contre les mutations dangereuses actuelles et futures, l’équipe a mis au point un nouveau type de vaccin qui procure une protection durable contre un large éventail de virus – comme ceux du groupe Ebola ou des coronavirus – même lorsqu’ils mutent.
« Nous avons transformé le développement des vaccins : il n’est plus réactif, il est désormais conçu pour l’avenir », a expliqué le professeur Jonathan Heeney, du laboratoire de virologie zoonotique de l’université de Cambridge et responsable scientifique de ces recherches.
« Nous avons surmonté le problème des vaccins traditionnels, dont la protection est limitée. Cela signifie que nous pouvons sortir du cycle sans fin qui consiste à courir après les variants du virus circulant chez l’être humain et à actualiser les vaccins pour tenter de les rattraper, comme un chien qui se mord la queue. »
Heeney a ajouté que cette nouvelle classe de vaccins universels pourrait aussi potentiellement protéger contre des virus qui n’ont pas encore émergé.
Comment ont-ils utilisé l’IA ?
Pour créer ce vaccin, les chercheurs ont utilisé un composant actif entièrement conçu par l’IA, appelé « super-antigène ».
Il repose sur une protéine conçue par ordinateur qui imite des caractéristiques communes à plusieurs coronavirus, plutôt que de cibler une seule souche spécifique, ce qui permet de déclencher le système immunitaire pour combattre un large éventail d’agents pathogènes présentant ces caractéristiques de base.
L’équipe a exploité toutes les données de séquences génétiques disponibles pour les coronavirus Sarbeco – des virus zoonotiques qui circulent principalement chez les chauves-souris et peuvent passer à l’être humain ou à d’autres mammifères –, puis a appliqué l’apprentissage automatique pour créer ce super-antigène.
Plus besoin d’aiguilles
Autre nouveauté : ce vaccin ne nécessite pas d’aiguille. Il est administré au moyen d’un jet microfluidique qui propulse l’antigène directement dans la peau grâce à un flux liquide à grande vitesse.
Les chercheurs soulignent que cette méthode d’administration renforce son applicabilité à l’échelle mondiale en réduisant les volumes nécessaires, en éliminant les déchets de matériel piquant et en améliorant l’acceptation dans les contextes où l’usage de seringues constitue un frein.
De tels vaccins sont également généralement plus thermostables que les alternatives à base d’ARN messager et ne nécessitent pas de chaîne du froid ultra-basse, ce qui les rend particulièrement adaptés aux pays à revenu faible ou intermédiaire et aux scénarios de réponse rapide.
Quelles sont les prochaines étapes ?
Ce premier essai a impliqué un petit nombre de participants et visait à évaluer la sécurité, la tolérance et la réponse immunitaire déclenchée.
Entre décembre 2021 et septembre 2023, 39 volontaires ont été vaccinés. Le vaccin a été bien toléré pour les quatre doses, sans problème majeur de sécurité signalé, selon les chercheurs.
« Le succès remarquable de cet essai sur le “super-antigène” conçu par l’IA marque un tournant décisif dans notre capacité à fournir une protection antivirale large et durable », a déclaré la professeure Marian Knight, directrice scientifique de l’Institut national de recherche sur la santé et les soins (NIHR) du Royaume-Uni.
À la lumière de ces résultats encourageants, les chercheurs vont désormais lancer un essai clinique de phase 2 afin d’évaluer la capacité du vaccin à induire des réponses immunitaires au sein d’une population plus large et plus diversifiée et de confirmer qu’il génère une immunité forte et largement protectrice.