La vaccination, meilleur moyen de prévention des infections

le 12 novembre 2020, par l'équipe Labtoo

L’utilisation d’agents pathogènes plus ou moins atténués pour protéger un patient d’une maladie infectieuse est ancienne, mais il faudra attendre la fin du 18ème siècle pour que le concept de « vaccination » soit enfin reconnu. Retour sur l’histoire et la mise au point de cet outil thérapeutique bien particulier.

Les débuts de la vaccination

L’inoculation à des personnes saines de pus vésiculaire prélevé sur des patients atteints de variole remonte au moins au 10ème siècle : ce procédé est alors à l’époque nommé « variolisation », et initialement pratiqué en Asie, s’étend peu à peu sur le continent européen. La diffusion de ce nouveau procédé médical est principalement permise par nombre de scientifiques et intellectuels de l’époque, dont La Condamine, Mary Montagu et Voltaire, malgré la controverse qu’elle crée.

La variolisation présente en effet des risques, et la méthode est accusée de provoquer des épidémies. Il faudra attendre la fin du 18ème siècle pour qu’Edward Jenner, médecin anglais, y trouve une alternative innovante en utilisant le virus de la vaccine présent chez les vaches pour immuniser les êtres humains. Jenner observe en effet que les fermières qui trayaient des vaches atteintes de vaccine ne contractaient pas la variole par la suite. Partant ainsi du postulat que la vaccine protège les trayeuses de la variole, il décide alors d’inoculer un jeune garçon de huit ans, James Phipps, en mai 1796, avec du pus vésiculaire provenant de la main d’une fermière infectée par la vaccine, Sarah Nelmes. Il incise les bras du garçon et y introduit du pus, ce qui provoque alors un épisode fiévreux chez le jeune patient. James Phipps se rétablit rapidement et est alors soumis à la variolisation par Jenner : aucun signe d’infection n’est déclaré. Le nom de « vaccination » (du virus de la vaccine, provenant lui-même de vacca, vache en latin) est alors attribué à ce procédé d’immunisation.

La vaccination rencontre un grand succès à travers l’Europe dès le début du 19ème siècle, et la variolisation tombera peu à peu en désuétude jusqu’à son abandon total, voire son interdiction.

La création des vaccins

La vaccination désigne donc au départ le procédé d’immunisation mis au point par Edward Jenner, et n’inclut pas de « vaccins » au sens moderne du terme. Les vaccins en eux-mêmes seront développés à partir de la fin du 19ème siècle premièrement par Pasteur, puis d’autres scientifiques.

Étudiant le choléra des poules avec Émile Roux et Émile Duclaux, Pasteur découvre que l’inoculation de souches vieillies de ce microbe à des volailles n’induit pas leur décès et les rend résistantes à de nouvelles infections. L’immunisation est ainsi déclenchée par l’inoculation de souches virulentes atténuées. Pasteur s’intéresse alors par la suite à la maladie du charbon ovine et bovine, ainsi qu’au rouget du porc : la fabrication de vaccins par Pasteur rencontre au départ un grand succès, mais l’instabilité et la moindre efficacité de certains lots de vaccins entraînent des échecs décourageant à plusieurs reprises les scientifiques.

Pasteur s’intéresse par la suite aux pathologies infectieuses présentes chez l’Homme, notamment la rage. Il détermine que le virus se trouve de manière beaucoup plus concentrée dans le système nerveux central des animaux infectés, et non dans leur salive. Il parvient alors à obtenir une forme atténuée du virus en exposant de la moëlle épinière de lapin infecté à de l’air asséché aux cristaux de potasse. En 1885, il inocule à Joseph Meister, un jeune garçon de neuf ans mordu par un chien supposément rabique, son vaccin en treize injections successives ; et l’expérience s’avère être un succès. Malgré de nombreuses critiques sur ses travaux, Pasteur n’en restera pas moins pionnier dans le domaine de la vaccination ; et à la suite de ses travaux contre la rage sera fondé l’Institut Pasteur, alors à l’époque l’institut antirabique de Paris.

Les découvertes sur les bactéries pathogènes et les vaccins s’enchaînent tout au long du 19ème siècle majoritairement en France et en Allemagne, berceaux de grandes écoles de microbiologie. Les travaux d’Émile Roux et d’Alexandre Yersin sur la diphtérie permettent l’isolation de toxines bactériennes. La découverte des anticorps et des anatoxines donnera peu à peu lieu à la création de vaccins inactivés (contenant des bacilles tués) plutôt que vivants atténués.

Le 20ème siècle constituera une année particulièrement fertile dans la découverte de nouveaux vaccins : diphtérie, tétanos, typhoïde, tuberculose, … Le milieu du 20ème siècle est marqué par la découverte des vaccins antiviraux, dont les premiers seront dirigés contre la fièvre jaune, la grippe et la poliomyélite. Dans les années 50 apparaîtront également les vaccins combinés, offrant ainsi une protection contre plusieurs pathologies à la fois.

Production de vaccins et modes d’administration

Les avancées en biotechnologies et génie génétique ont grandement permis à la vaccination de progresser durant les dernières décennies. Au début des années 80, le vaccin contre l’hépatite B fut conçu par utilisation d’ADN recombinant, aboutissant à la production d’antigènes par une cellule transfecté par un gène viral. Les progrès en matière de synthèse artificielle et les travaux sur les capsules bactériennes aboutissent à des vaccins contenant des substances issues de l’enveloppe bactérienne.

Les nombreuses innovations dans le domaine de la vaccination ont permis de faire rapidement évoluer leurs technologies de production. Les procédés de fabrication n’en demeurent cependant pas moins longs ni complexes : la manipulation de substances biologiques nécessitent de nombreux contrôles de qualité et de sécurité tout au long de la fabrication. Cette dernière comprend globalement deux étapes principales : la production de la substance active et la mise en forme pharmaceutique. La production de la substance active consiste à produire un antigène qui peut être de deux natures différentes : il peut s’agir d’un germe vivant atténué, ou d’un germe tué inactivé/d’une toxine. Cette production suit globalement plusieurs étapes, dont la mise en culture des germes et leur amplification, l’extraction d’antigènes, leur purification et concentration et éventuellement leur inactivation.

La mise en forme pharmaceutique comprend quant à elle des étapes de formulation (ajout d’adjuvants, de stabilisateurs, etc.), de stérilisation, éventuellement de lyophilisation, de conditionnement, de contrôle puis de libération de lots.

L’administration de vaccins s’est traditionnellement faite à l’aide d’une seringue et d’une aiguille, mais de nouveaux modes de délivrance voient de plus en plus le jour. Parmi eux, on peut par exemple trouver le pistolet injecteur (déjà présent dans les années 70), les implants, les patchs, les sprays et vaccins oraux, etc.

Pouvant être à la fois préventive et thérapeutique, la vaccination constitue selon l’OMS l’un des actes sanitaires les plus efficaces et économiques pour prévenir l’apparition de maladies et les complications associées. La vaccination a ainsi permis d’éradiquer la variole en 1980 ; la mortalité associée en France à la coqueluche, la poliomyélite, la diphtérie et le tétanos atteint des taux proches de 0%. Actuellement, la recherche de vaccins connaît également un tournant avec la pandémie de COVID-19 ; les structures de recherche (aussi bien publiques que privés) parviennent à obtenir les premiers résultats de potentiels vaccins en des temps records, que la Recherche n’avait jamais atteint jusqu’alors.

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