Le virus et son vaccin
Le virus SARS-CoV-2

La maladie à coronavirus 2019 ou la COVID-19 est une maladie infectieuse causée par la souche de coronavirus SARS-CoV-2.

  • Le SARS-CoV-2, qui appartient à la famille des coronavirus (CoV), a été identifié pour la première fois à Wuhan en Chine, en décembre 2019.
  • Les coronavirus constituent une famille de virus dont certains sont déjà connus pour être capables d’infecter les humains.
    • Trois coronavirus saisonniers responsables de symptômes hivernaux sans gravité (rhumes).
    • Le SARS-CoV responsable du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS).
    • MERS-CoV responsable d’une atteinte respiratoire potentiellement sévère (Middle East Respiratory Syndrome).
  • Le SARS-CoV-2 est le septième coronavirus pathogène pour l’Homme.

Le SARS-CoV-2 est un virus à ARN enveloppé, dont le génome (30 kilobases) code pour 15 gènes dont 4 correspondant à des protéines de structure :

  • Protéine de surface (protéine Spike ou S): en se liant à un récepteur à la surface de la cellule hôte (le récepteur ACE2), elle permet l’entrée du virus dans la cellule.
  • Protéine de membrane (M): elle s’ancre dans la membrane du virus et sert à lui donner sa forme.
  • Protéine d’enveloppe (E): elle sert à l’assemblage et à la libération du virus hors de la cellule infectée.
  • Protéine de nucléocapside (N): elle se lie à l’ARN et forme avec lui un complexe impliqué dans le bourgeonnement des nouveaux virions dans la cellule.

L’origine du SARS-CoV-2 n’est pas totalement élucidée. Particulièrement fréquents chez certains animaux, les coronavirus ne franchissent qu’épisodiquement la barrière d’espèces pour infecter l’Homme. Il existe cependant des exceptions, comme le SARS-CoV qui a été accidentellement transmis à l’Homme via la consommation de civettes masquées et le MERS-CoV via les dromadaires.

  • Le SARS-CoV-2 est génétiquement plus proche des virus infectant les chauve-souris que du MERS-CoV ou du SARS-CoV. Mais, jusqu’à présent, aucune transmission virale directe n’a été décrite entre cette espèce et l’humain. C’est pourquoi les chercheurs estiment probablement que la transmission à l’Homme a eu lieu par le biais d’une espèce hôte intermédiaire.
  • Le pangolin a été initialement identifié comme porteur d’un coronavirus proche du SARS-CoV-2, toutefois plusieurs éléments laissent douter de cette possibilité, notamment parce que les séquences génétiques du virus responsable de l’épidémie actuelle et celles du coronavirus qui infecte le pangolin conservent des différences significatives.

Il existe 2 hypothèses quant à son origine :

  • Le virus aurait été transmis de la chauve-souris à l’Homme via une espèce animale non encore identifiée.
  • Le virus aurait circulé depuis plusieurs années chez l’Homme, à bas bruit, jusqu’à ce qu’une mutation récente l’ait rendu plus virulent et pathogène.

Le virus pénètre dans l’organisme via les voies aériennes, depuis le nez et la bouche :

  • Une partie de sa protéine de surface (la région RBD de la protéine S) se fixe au récepteur ACE2 exprimé à la surface des cellules qui tapissent nos voies respiratoires.
  • Une autre protéine cellulaire (TMPRSS2) permet ensuite au virus de pénétrer dans la cellule.
  • Une fois à l’intérieur, il utilise la machinerie cellulaire de l’hôte pour s’y multiplier → de nouveaux virions se forment et vont infecter de nouvelles cellules.

Le récepteur ACE2 est présent à la surface d’autres cellules que celles du tissu respiratoire, comme au niveau du système digestif, du cœur ou des vaisseaux sanguins… 
Ceci explique vraisemblablement l’existence de symptômes extrapulmonaires mais le mécanisme par lequel les récepteurs ACE2 sont activés au niveau de ces organes reste à déterminer.

L’infection déclenche rapidement la production de molécules impliquées dans l’inflammation, un moyen naturel de lutte contre les infections : des cytokines (IL-6, IL-8, IL-10…) et d’autres médiateurs (TNF-alpha). Ces molécules exercent une action antivirale locale et attirent des cellules immunitaires capables d’éliminer les cellules infectées (monocytes, macrophages, lymphocytes T).

  • Si cette réponse initiale est inappropriée, la production des cytokines devient anormale et engendre un phénomène hyperinflammatoire : cet évènement, appelé orage cytokinique, survient souvent autour du 8e jour suivant le début des symptômes.
  • Il induit une réponse immunitaire incontrôlée dont les conséquences peuvent mettre en jeu le pronostic vital et imposer une admission en réanimation.
SARS-CoVMERS-CoV
Le SARS-CoV est le premier coronavirus qui a entraîné une maladie grave chez l’Homme. Il a sévi sous forme épidémique entre novembre 2002 et juillet 2003. Plus de 8 000 cas ont été recensés dans 30 pays (dont près de 20% chez des soignants) et 774 personnes sont décédées (soit près de 10% de mortalité).
L’épidémie est partie de quelques cas dans la province du Guangdong, en Chine du Sud-Est, suite à la consommation de viande de civette infectée. Puis le virus a été introduit à Hong Kong en février 2003. Il s’est ensuite propagé au Vietnam, à Singapour, au Canada, aux Philippines, au Royaume-Uni ou encore aux Etats-Unis, suite aux déplacements de personnes infectées.

Comme avec les coronavirus communs, la transmission du SRAS-CoV a eu lieu de personne à personne par voie aérienne via des gouttelettes respiratoires, par contacts directs avec des sécrétions ou liquides biologiques, ou encore par l’intermédiaire d’un objet contaminé. Néanmoins, le SRAS-CoV était modérément transmissible et une fraction de patients semblait incapable de le transmettre.

L’épidémie a pu être contrôlée grâce à une alerte mondiale déclenchée le 12 mars 2003 par l’Organisation mondiale de la santé, l’arrêt de la consommation de civettes en Chine, la détection précoce des cas suspects, l’isolement des malades dès les premiers symptômes, la prise en charge des personnes avec qui ils avaient été en contact et la protection des soignants
Les premiers cas d’infection par le MERS-CoV remontent à 2012, en Arabie Saoudite. La transmission du virus se poursuit aujourd’hui à faible ampleur :
A ce jour, les autorités sanitaires ont recensé 1 589 cas et 567 décès dans 26 pays (soit un taux de létalité d’environ 30%), principalement dans la péninsule arabique mais également en Corée du Sud. 
En France, deux cas ont été diagnostiqués en 2013, dont un cas de transmission secondaire. Les patients avaient été isolés au CHRU de Lille, empêchant toute diffusion du virus

Le virus semble transmis à l’Homme par le dromadaire via des sécrétions (urine, lait de chamelle…). Plusieurs cas de transmission inter-espèce sont à l’origine de différents foyers épidémiques humains. La transmission d’homme à homme a lieu par voie aérienne, via des gouttelettes en suspension dans l’air. Mais le virus est faiblement transmissible.

A l’heure actuelle, aucun traitement spécifique ou vaccin n’est disponible contre ce virus qui frappe plus sévèrement les personnes immunodéprimées ou atteintes de pathologies chroniques (diabète, insuffisance rénale, infection pulmonaire chronique…) = “personnes à risque”.
Le vaccin

Le vaccin autorisé en Roumanie est le vaccin Pfizer-bioNTech commercialisé sous le nom de Comirnaty et c’est celui-ci qui sera administré aux étudiants de Cluj qui le souhaitent. Il s’agit d’un vaccin à ARNm. Un jour avant l’écriture de cette page, le vaccin de Moderna a aussi été approuvé par l’EMA.

L’ARN est présent dans toutes les cellules vivantes. L’ARN messager (ou ARNm) est une séquence d’un code génétique qui indique aux cellules de notre corps les protéines à synthétiser pour leur bon fonctionnement.

  • Afin de produire le vaccin ARNm contre la COVID-19, les scientifiques ont créé des versions synthétiques de l’ARNm du virus, codant pour la protéine S ou “spike” du SARS-CoV-2.
    • Des études précliniques ont indiqué que cette protéine était hautement immunogène, ce qui signifie que si nos cellules immunitaires rencontrent cette protéine, elles établiront une forte réponse, ce qui devrait protéger les receveurs contre une future maladie COVID-19.
  • Cependant, afin que l’ARNm soit efficacement transporté in vivo sans être dégradé dans la circulation et afin de passer la barrière lipidique des cellules, il faut que l’ARNm synthétique soit placé à l’intérieur de nanoparticules lipidiques qui vont permettre sa stabilisation et son transport dans la cellule (fusion avec la membrane de la cellule).
  • Une fois à l’intérieur, l’ARNm va rentrer en contact avec la machinerie de production des protéines dans le cytoplasme.
    • L’ARNm sera ainsi traduite par les ribosomes en protéine S ou “spike”.
  • Une fois que nos cellules ont fabriqué la protéine virale à partir de l’ARNm synthétique, la cellule va dégrader cette dernière en plusieurs parties qui vont être exposées à la surface.
    • Nos cellules immunitaires vont reconnaître ces pièces comme étrangères et notre corps va alors monter une réponse immunitaire en produisant des anticorps pour combattre les protéines virales fabriquées par nos cellules.
      • activation de l’immunité innée 
      • lymphocytes B : production d’anticorps anti-spike 
      • lymphocytes T : cellules tueuses 
      • conservation de cellules mémoire B et T
  • Ce procédé est exactement ce qu’il se passe lors d’une infection à la COVID-19 (ou autre infection virale), à la différence qu’ici on n’injecte qu’un morceau de l’ARN, l’ARNm des protéines de surface du SARS-CoV-2 et pas l’ARN entier du virus.
  • La théorie générale de la vaccination estime qu’à la fin de ce processus, notre corps aura appris à se protéger d’infections futures. En reconnaissant la protéine de surface, la réaction de défense par le système immunitaire sera immédiate et très efficace. 

Ceci est différent de la façon dont les autres vaccins fonctionnent, où une partie du virus lui-même ou le virus entier (affaibli ou mort) est injecté dans le corps pour déclencher une réponse immunitaire,

En 1 phrase :
“L’ARN messager modifié par des nucléosides dans Comirnaty est formulé dans des nanoparticules lipidiques, qui assurent la diffusion de l’ARN non réplicable dans les cellules hôtes pour diriger l’expression transitoire de l’antigène S du SARS-CoV-2. Le vaccin suscite à la fois des anticorps neutralisants et des réponses immunitaires cellulaires à l’antigène de la spicule (S), ce qui peut contribuer à la protection contre la COVID-19.”
Source

Qu’en-est-il des autres vaccins ?

Actuellement, l’Union Européenne a approuvé l’utilisation de deux vaccins

  • BioNTech et Pfizer le 21 décembre 2020
  • Moderna le 6 janvier 2021

Elle a également réalisé un contrat et a commandé des doses de plusieurs autres compagnies :

  • AstraZeneca: 400 millions de doses
  • Sanofi-GSK: 300 millions de doses
  • Johnson & Johnson: 400 millions de doses
  • CureVac: 405 millions de doses

Source

Vaccins à ARNmVaccins à base de protéinesVaccins par vecteurs viraux
BioNTech/Pfizer
Moderna
CureVac
Sanofi-GSKAstraZeneca
Johnson & Johson
Ce type de vaccin contient une partie des «instructions» du virus (sous forme d’ARNm) responsable de la COVID-19.
Cela permet aux propres cellules du corps de fabriquer une protéine unique au virus qui va activer le système immunitaire.
Ce type de vaccin contient des fragments d’une protéine qui est unique au virus.Celles-ci sont suffisantes pour que le système immunitaire de la personne reconnaisse que la protéine unique ne devrait pas être dans le corps et réagit en produisant des défenses naturelles contre l’infection par COVID-19.Ce type de vaccin utilise un virus différent (vecteur) et inoffensif pour délivrer les «instructions» du virus qui cause la COVID-19.
Cela permet aux propres cellules du corps de fabriquer la protéine unique au virus COVID-19 qui va activer le système immunitaire.
Source

Développement du vaccin
Comment a-t-on pu développer un vaccin aussi rapidement ?

Le développement et le test d’un nouveau vaccin prennent généralement au moins 12 à 18 mois. Cependant, un peu plus de 10 mois après la publication de la séquence génétique du virus SARS-CoV-2, deux sociétés pharmaceutiques ont demandé l’approbation et l’utilisation d’urgence de vaccins qui semblent être très efficaces contre le virus. Un tel vaccin n’avait jamais été approuvé avant, (cependant la technologie des vaccins ARNm est développée et étudiée depuis le début des années 2000).

La plupart des vaccins traditionnels consistent en des formes tuées ou affaiblies d’un virus ou d’une bactérie.
Ceux-ci provoquent une réponse immunitaire qui permet au corps de combattre le pathogène réel plus tard.

Au lieu de délivrer un virus ou une protéine virale, les vaccins à ARNm fournissent des informations génétiques qui permettent aux propres cellules de l’organisme de produire une protéine virale.
L’ARNm synthétique qui code une protéine virale peut emprunter ce mécanisme pour produire de nombreuses copies de la protéine, qui vont stimuler le système immunitaire à monter une réponse sans présenter de risque d’infection. Cette méthode est une des raisons de la haute efficacité de ces vaccins.

Ainsi, le vaccin Pfizer / BioNTech est le premier vaccin à ARNm à être approuvé pour une utilisation chez l’homme mais la technologie sur laquelle il est basé est en développement depuis deux décennies.
Plusieurs années de recherche ont été consacrées aux vaccins à ARN, ce qui est l’une des raisons pour laquelle les scientifiques ont pu tester et mettre des vaccins contre la COVID-19 aussi rapidement.

De plus, un principe très similaire sous-tend les «vaccins à vecteur viral», comme le vaccin rVSV-ZEBOV utilisé pour protéger les personnes contre Ebola.

  • Il a été largement utilisé lors de la récente épidémie d’Ebola au Kivu en République démocratique du Congo (RDC) et en Ouganda, avec plus de 300 000 personnes ayant reçu le vaccin.
  • Le vaccin a également été déployé lors d’une épidémie précédente d’Ebola.
    • Ici, une version affaiblie d’un virus bovin appelé virus de la stomatite vésiculaire est modifiée pour porter un gène pour une protéine Ebola ;
    • Une fois à l’intérieur de la cellule, l’ARNm de cette protéine Ebola est généré et introduit dans le mécanisme de fabrication des protéines de la cellule.

Ainsi, bien que les vaccins à ARNm soient une nouvelle technologie, il n’y a actuellement aucune raison de penser qu’ils auront un effet durable sur notre biologie — en plus de former notre système immunitaire à prévenir la COVID-19.

Un autre facteur ayant permis l’accélération du développement du vaccin est la mise en parallèle des phases d’étude. Les phases ont été respectées, elles ont été simplement étudiées en parallèle plutôt qu’en série comme on peut le voir sur ce schéma, ce qui a permis de gagner du temps de délai entre chaque phases. Des phases de préparation aux tests ont également pu être réduites, notamment grâce à l’engagement de centaines de milliers de volontaires voulant aider dans les recherches, alors que d’habitude constituer les groupes de volontaires prends plusieurs mois rien que pour le recrutement.

De plus, avec un soutien financier important issu des contributions publiques, les entreprises ont commencé à produire les doses de vaccin avant la fin de la phase III ; ce qu’ils ne font d’habitude pas en raison du risque financier (en général, 1 substance sur 10 finit  par être mise sur le marché). Les gouvernements se sont engagés à acheter des doses de vaccins, qu’ils marchent ou non, ce qui a considérablement réduit le risque financier (et plus de la recherche de fond). D’habitude, les chercheurs cherchent 1 molécule puis si ça ne marche pas une deuxième et ainsi de suite. Avec des avances monétaires, ils ont étudiés plusieurs dizaines de molécules en même temps plutôt qu’à la suite, ce qui dans le quantité a permis d’en avoir 2-3 bonnes au même moment.

Pour finir, les organismes d’autorisation des médicaments ont commencé à évaluer le vaccin avant qu’il ait atteint sa phase III. En effet, d’habitude, les organismes d’autorisation de mise sur marché ne commencent à évaluer le dossier seulement une fois que tout le processus est terminé par les firmes pharmaceutiques. En raison de l’urgence pandémique, les organismes d’autorisation ont commencé d’évaluer les premières phases en parallèle de leur développement étape par étape (comme pour Ebola, ce n’est donc pas la première fois). De plus, l’étude des dossiers à été beaucoup plus rapide : engagés à 100% sur ce projet prioritaire, les échanges entre commissions d’approbation (que ce soit scientifiques ou éthiques) ont été beaucoup plus rapide (réponses en quelques heures plutôt que plusieurs semaines). Ainsi, beaucoup de temps a été gagné en faisant évaluant ces recherches de manière prioritaire et en ne comptant pas les heures supplémentaires.

En résumé, la firme étudie sérieusement l’efficacité et la tolérance du médicament, et chaque pays évalue la substance et son élaboration (FDA, Europe, SwissMedic, Roumanie). Par conséquent, on arrive à un important gage de sécurité. 

Efficacité

Le vaccin de Pfizer possède une efficacité de 95%, une efficacité très haute en comparaison aux vaccins qu’on a l’habitude d’administrer. Cette efficacité élevée est conservée chez les personnes âgées, chez qui on aurait pu craindre une baisse d’efficacité liée à la baisse du système immunitaire avec l’âge.

Source additionnelle
Limites

Transport et stockage: un inconvénient des vaccins à ARNm est qu’ils peuvent se décomposer à des températures trop élevées :

  • Bien que de nombreux vaccins doivent être réfrigérés (généralement entre 2 et 8 °C) le vaccin Pfizer-BioNTech Covid-19 doit être conservé à au moins -70 °C, ce qui pourrait poser des problèmes pour le transport et le stockage, en particulier dans les pays à revenu faible ou intermédiaire, pays où les installations de réfrigération peuvent être limitées.
  • Le vaccin Moderna peut être conservé à la température du réfrigérateur pendant 30 jours (2 à 8 °C) une fois livré aux établissements de santé, ce qui est encourageant, mais nécessite -20 °C pour le stockage et le transport à long terme.

Il reste encore de nombreuses autres questions en suspens, par exemple combien de temps durera l’immunité, quelle sera l’efficacité des vaccins dans différentes populations et si les personnes peuvent encore transmettre la maladie à d’autres si elles ont été vaccinées ?

  • D’après Caroline Wagner, une biologiste informatique à l’Université McGill (Montréal, Québec) qui a modélisé la dynamique de la maladie dans divers scénarios immunologiques, la question est de savoir si les vaccins freinent la propagation du virus ou empêchent simplement les gens de devenir aussi malades en cas d’infection. Les effets sur la transmission restent inconnus puisque les essais de phase 3 ont été conçus principalement pour prendre en compte les maladies symptomatiques.
  • Comme Bruce Y. Lee, un modélisateur des systèmes de santé à la City University of New York School of Public Health, le souligne: «Vous devez encore obtenir une couverture vaccinale suffisamment élevée pour que cela puisse effectivement arrêter la propagation de la COVID-19 ».
    • Selon les modèles de Lee, au moins 70% de la population devra être vaccinée ou avoir été infectée par le SRAS-CoV-2 pour éteindre complètement la pandémie. “Ce n’est pas une barre insignifiante à essayer d’atteindre”, dit Lee.
Quels sont les avantages d’un vaccin à ARNm ?
  • Un avantage clé de l’ARNm est qu’il est très facile à synthétiser une fois que les chercheurs connaissent la séquence de la protéine virale qu’ils veulent cibler.
    • «Avec les vaccins traditionnels, vous devez faire beaucoup de développement. Vous avez besoin d’une grande usine pour fabriquer la protéine, ou le virus, et il faut beaucoup de temps pour les cultiver », explique Robert Langer, professeur à l’Institut David H. Koch au MIT, membre de l’Institut Koch et l’un des fondateurs de Moderna. «La beauté de l’ARNm est que vous n’en avez pas besoin. Si vous injectez de l’ARNm nanoencapsulé à une personne, il entre dans les cellules, puis le corps est votre usine. Le corps s’occupe de tout le reste à partir de là.
  • Les vaccins à ARNm ont l’avantage d’être développables plus rapidement et sont plus flexibles. Avec un nombre de pandémies augmentant dans l’avenir, avec les vaccins à ARNm existant, il sera de plus en plus rapide d’adapter les vaccins pour les pandémies à venir (il suffit de changer la séquence).

Le vaccin est-il sûr ?

Avant que tout vaccin soit approuvé, il doit passer par des tests rigoureux afin qu’il soit le plus sûr et efficace possible.

Pendant les essais cliniques, le vaccin Pfizer-BioNTech a été donné à environ 43 500 personnes et le vaccin Moderna a environ 30 000 personnes. A travers la phase I, II et III des essais cliniques, la sécurité a été évaluée et aucun effet secondaire majeur n’a été retrouvé. Une fois les essais cliniques finis et que toutes les données ont été analysées, des régulateurs partout dans le monde ont évalué et ont décidé si les vaccins pouvaient être approuvés pour leur utilisation dans le monde. Pour ce faire, ces régulateurs ont regardé la phase préclinique, clinique et les données de fabrication, ainsi que les données d’efficacité et de sûreté.

Une fois approuvés, les vaccins ont été surveillés lors de leur distribution aux populations à haut risque, afin de comprendre comment ils fonctionnent dans différents groupes au fil du temps et afin de rechercher des effets secondaires ou des problèmes de sécurité à long terme. Parmi les millions de personnes qui ont testé les vaccins, très peu ont développé une réaction allergique rare.

Rien n’est 100% sûr en médecine et des effets secondaires, aussi rares soient-ils, peuvent émerger lorsque des millions de personnes sont vaccinées. Cela est le cas pour tous les vaccins.

Certains craignent que le vaccin puisse modifier notre ADN. Le mécanisme du vaccin à ARNm est totalement différent de la thérapie génique. Plus d’info à ce sujet dans cette FAQ.

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Articles recommandés

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