What if I told you that the pandemic will save the lives of millions of people? It's a difficult thing to consider, given how many loved ones we've already lost. But throughout the course of human history, massive public health crises have resulted in innovation in health care and technology. For example, the Black Death gave rise to the Gutenberg press and the 1918 flu pandemic led to modern vaccine technology. The COVID-19 pandemic has and will be no different. Just look at our vaccines -- normally developed over many years, and the mRNA vaccines were deployed in a mind-blowing 11 months.
Et si je vous disais que la pandémie va sauver des millions de vies ? C’est délicat d’envisager une telle chose alors que nous sommes nombreux à avoir perdu un être cher. Mais dans l’histoire de l’humanité, les crises sanitaires publiques massives ont conduit à innover dans les soins de santé et dans les technologies. Par exemple, la peste noire a permis l’émergence de l’imprimerie et l’épidémie de grippe en 1918 a ouvert la voie à la technologie des vaccins modernes. La pandémie de la COVID-19 aura un impact similaire. Prenons par exemple nos vaccins. Cela prend normalement des années pour les développer mais les vaccins à ARN messager furent déployés en 11 mois, c’est fulgurant !
How is that even possible? It was possible because scientists have been working for many years to get us to the point where we could use mRNA quickly in an emergency situation. Specifically, we've been working on how to help mRNA with its biggest problem, which is that it doesn't normally go to the right places inside of our bodies. Fortunately, we got around that problem just in time, and I'd like to tell you about the technology that we use to do it.
Comment cela est-il possible ? Cela fut possible car les scientifiques travaillaient depuis des années pour nous amener au point où nous pourrions utiliser rapidement l’ARNm dans une situation d’urgence. Plus précisément, nous nous sommes focalisés sur le gros problème de l’ARNm, son incapacité à naturellement se rendre aux bons endroits dans notre corps. Heureusement, on a pu trouver une solution à ce problème juste à temps. Je souhaite vous parler de la technologie que nous appliquons pour faire ça.
When mRNA is administered, it's injected into our muscles or our bloodstream, but we actually need it to go inside of our cells. Unfortunately, mRNA is fragile, and our bodies will destroy it before it goes very far. You can think of mRNA like a glass vase that you'd like to send in the mail without a box and bubble wrap. It'll break long before it's been delivered. And without an address on the box, your postal delivery service will have no idea where to take it. And so if we're going to use mRNA as a therapeutic, it needs our help. It needs protection, and it needs to be told where to go. And that's where I come in.
Quand on administre un ARNm, on l’injecte dans nos muscles ou notre flux sanguin. Mais il doit en réalité atteindre l’intérieur de nos cellules. Hélas, l’ARNm est fragile et notre corps le détruit avant qu’il ne puisse aller bien loin. Imaginez que l’ARNm soit une fiole en verre que vous envoyez par la poste, mais sans boîte ni papier bulle. La fiole cassera longtemps avant d’arriver à destination. Et sans adresse sur la boîte, votre facteur n’aura aucune idée où la livrer. Donc, si on se propose d’utiliser l’ARNm comme moyen thérapeutique, il a besoin de notre aide. Il a besoin de protection et qu’on lui dise où se rendre. C’est là que j’interviens.
For over five decades, scientists and engineers like myself have been creating the shipping materials for nucleic acid drugs, like DNA and RNA. Through trial and error, we've created packages that deliver intact vases to the wrong address; that delivered to the right address but with a broken vase; packages that get ripped apart by attacking dogs; and packages that throw out the mail carrier's back. It's taken many years to get the science right. Let me show you the result, these tiny balls of fat that we call lipid nanoparticles. Let me tell you what they are and how they work.
Depuis plus de 50 ans, les scientifiques et les ingénieurs comme moi créent des matériaux de transport pour les acides nucléiques thérapeutiques, l’ADN ou l’ARN, par exemple. La méthode empirique nous a permis de créer des enveloppes pour livrer intactes les fioles mais à la mauvaise adresse, ou pour livrer des fioles brisées à la bonne adresse. Des enveloppes sont dépecées par des chiens de garde ou des enveloppes qui perdent leur facteur en cours de route. Cela a pris de nombreuses années pour atteindre le bon résultat. Voici ce résultat : de toutes petites billes de graisse appelées nanoparticules lipidiques. Je vais vous expliquer ce que c’est et comment elles fonctionnent.
So first of all, "nano" just means really, really small. Think of how small a person is compared to the diameter of the earth. That's how small a nanoparticle is compared to the person. These nanoparticles are made up of several fatty molecules called lipids. Fat is an awesome packing material -- nice and bouncy. Interestingly, our cells are also surrounded by fat to keep them flexible and protected. Years ago, scientists had the idea to create lipid nanoparticles that would act like a Trojan horse. Because the lipids in the nanoparticle look similar to the membranes that surround our cells, the cells are willing to bring the nanoparticle inside, and that's when the mRNA is released into the cell. So what, exactly, are the lipids in these nanoparticles? There are four ingredients in addition to the mRNA, and I'll tell you about each one.
D’abord, le «nano » signifie qu’elles sont vraiment très petites. Imaginez la rapport entre un humain et le diamètre de la Terre. C’est le même rapport entre une nanoparticule et un être humain. Ces nanoparticules sont faites de molécules de graisse, appelées lipides. La graisse est une enveloppe géniale, accommodante et souple. Ce qui est intéressant, c’est que nos cellules aussi sont entourées de graisse pour conserver leur flexibilité et les protéger. Il y a des années, des scientifiques ont eu l’idée de créer des nanoparticules lipidiques qui agiraient comme un cheval de Troie. Comme les lipides de ces nanoparticules ont la même apparence que les membranes qui entourent nos cellules, les cellules sont prêtes à absorber la nanoparticule et c’est à ce moment que l’ARNm est libéré dans la cellule. Quels sont ces lipides des nanoparticules ? Il y a quatre ingrédients qui s’ajoutent à l’ARNm et je vais vous les présenter.
First, there's a lipid called a phospholipid. This is the primary ingredient in our cell membranes, which are the walls of fat that separate the insides of our cells from everything that surrounds them. Phospholipids have a head that likes water and a tail that likes other fatty things. So when you throw a bunch of phospholipids together in water, they form this beautiful structure called a lipid bilayer. Here, the heads face the inside and the outside of the cell, which is water, and the fat-loving parts of the molecule hang out together in the middle. In lipid nanoparticles, phospholipids have a similar role of keeping all of the other ingredients organized.
Il y a d’abord le phospholipide. C’est l’ingrédient de base de nos membranes cellulaires, qui sont les parois de graisse qui séparent l’intérieur de nos cellules de tout ce qui les entoure. Les phospholipides ont une tête hydrophile et une queue qui a une affinité avec d’autres graisses. Quand on met des phospholipides dans de l’eau, ils forment une très jolie structure appelée bicouche lipidique. Ici, les têtes sont orientées vers l’intérieur et l’extérieur de la cellule, de l’eau, et les parties de la molécule qui sont attirées par la graisse sont rassemblées au centre. Dans les nanoparticules lipidiques, les phospholipides ont un rôle similaire à celui de garder tous les autres ingrédients bien organisés.
Second, there's a lipid called cholesterol. Why, if cholesterol has a bad reputation, would we want to use it in a therapeutic nanoparticle? It turns out that while cholesterol can be bad when it's in our bloodstream, it's actually a really good thing for our cell membranes. And that's because those phospholipids I just told you about, they are entirely too free with themselves, and they are prone to falling apart. Cholesterol is a stiff molecule that wedges itself in between the other lipids to fill in the gaps and hold them all together. It plays a similar role in our lipid nanoparticles. It provides structural support so the nanoparticles don't fall apart in between the injection and when they get into our cells.
Ensuite, il y a le cholestérol, qui est aussi un lipide. Pourquoi diable vouloir utiliser le cholestérol, de si mauvaise réputation, dans des nanoparticules thérapeutiques ? En fait, bien que le cholestérol puisse être nocif quand il est dans notre sang, il est bénéfique pour nos membranes cellulaires. C’est parce que les phospholipides que je viens d’évoquer sont trop fluides et ont tendance à se désagréger. Or, le cholestérol est une molécule rigide qui se coince entre les autres lipides pour remplir les vides et maintenir tout ensemble. Il joue un rôle semblable dans nos nanoparticules lipidiques. Il fournit le support structurel empêchant la désagrégation des nanoparticules entre l’injection et quand elles entrent dans nos cellules.
Third, there's a lipid called an ionizable lipid. Here, "ionizable" means that when these particles are in the bloodstream, they're neutrally charged, which helps with their safety. Then they switch to a positive charge inside of our cells, which helps them release the mRNA. Ionizable lipids are special because they have to be made in the lab, and scientists around the world have tested tens of thousands of these materials to find ones that are good at delivering mRNA safely. And because they're made in the lab, they tend to be proprietary to the company that invented them. So, for example, Moderna and BioNTech, the company that partnered with Pfizer, they discovered different ionizable lipids, and that is the only important ingredient in their COVID-19 vaccines that differ. And even then, their ionizable lipids aren't even that different, which is reassuring, because when independent groups of scientists converge on similar solutions, it's easier to trust the result.
Troisièmement, il y a le lipide ionisable. «Ionisable » signifie que quand ces particules sont dans le flux sanguin, elles sont électriquement neutres, ce qui contribue à leur sécurité. Elles se chargent ensuite positivement quand elles sont dans nos cellules, ce qui les aide à libérer l’ARNm. Les lipides ionisables sont particuliers car on doit les fabriquer dans un labo, et les scientifiques dans le monde ont testé des dizaines de milliers de ces matériaux pour déterminer lesquels sont ceux qui transportent l’ARNm adéquatement. Comme ils es sont conçus dans des labos, ils sont souvent la propriété de l’entreprise qui les ont inventés. Par exemple, Moderna et BioNTech, les entreprises partenaires de Pfizer, ont découverts différents lipides ionisables et c’est ça le seul ingrédient important différenciant les vaccins de la COVID-19. Et quand bien même, leurs lipides ionisables ne sont pas si différents, et c’est rassurant car quand des équipes différentes de scientifiques convergent vers une solution semblable, le résultat est davantage digne de confiance.
Finally, one more ingredient. This one is a polymer called polyethylene glycol. So let's call it PEG. That's much easier. PEG is a water-loving molecule. So it surrounds the lipid nanoparticle and it holds it all together. You can think of the other three lipids as the box and the bubble wrap for the mRNA, and the PEG as the packing tape. You may have heard in the news about a tiny fraction of people that have allergic responses to the vaccine. There is some evidence that PEG could be contributing to these allergic reactions. And that's because people are routinely exposed to PEG in cosmetic and household products, and some people have already developed antibodies against PEG. But why would this happen to some people and not to others? It turns out that every person's immune system is different, and just the same way that some people are allergic to latex, other people are allergic to PEG. It's important to keep in mind, however, that PEG has had a long history of safe use as part of FDA-approved drug formulations, and these vaccine allergies could be caused by things other than PEG. More research is needed to get to the bottom of these side effects.
Et le dernier ingrédient : il s’agit d’un polymère appelé polyéthylène glycol. On va l’appeler PEG, c’est plus simple. PEG est une molécule hydrophile. Elle entoure la nanoparticule lipidique et la tient ensemble. En quelque sorte, les trois premiers lipides sont la boîte et le papier bulle de l’ARNm et le PEG est le scotch. Vous avez sans doute entendu aux infos qu’une fraction infime de personnes ont une réaction allergique au vaccin. Des données pointent du doigt le PEG comme cause possible de ces réactions. C’est dû au fait que nous sommes exposés quotidiennement au PEG dans nos cosmétiques et produits ménagers. Certaines personnes ont déjà développé des anticorps contre le PEG. Mais pourquoi cela arrive-t-il à certaines personnes et pas à d’autres ? En fait, chaque personne a un système immunitaire qui lui est propre et tout comme certaines personnes sont allergiques au latex, d’autres sont allergiques au PEG. Mais il convient de garder à l’esprit que le PEG a une longue histoire d’utilisation sans danger dans les formules de médicaments approuvés par l’agence du médicament américaine et ces allergies au vaccin pourraient aussi bien être causées par autre chose. Nous avons besoin de plus d’études pour comprendre ces effets secondaires.
All right, so let's take a step back and look at our whole nanoparticle. Beautiful, right? When these ingredients all fit together nicely, the result is a deliverywoman's dream. In the case of the vaccines, after these nanoparticles get injected into our muscle, they take the mRNA into our cells. There, the mRNA acts like an instruction manual that tells our cells to make a foreign protein, in this case, the coronavirus spike protein. When our immune cells see the spike protein, they rush to protect us from it, and they teach themselves to remember it, so that they can kill it if it ever returns. As we speak, the mRNA vaccines are out there saving lives from the coronavirus. They were our first and best tool to combat this nightmare, and they are our best hope of responding swiftly to viral variance because we can keep our lipid nanoparticle packaging the same, and all we have to do is swap out the mRNA that's inside.
Bien, prenons un peu de recul et observons la nanoparticule entière. Elle est belle, n’est-ce pas ? Quand ces ingrédients sont réunis correctement, le résultat est le rêve idéal du facteur. Dans le cas des vaccins, après que ces nanoparticules sont injectées dans nos muscles, elles transportent l’ARNm dans nos cellules. Là, l’ARNm agit comme un manuel d’instruction qui indique à nos cellules de fabriquer une protéine étrangère, dans notre cas, le péplomère du coronavirus. Quand nos cellules immunitaires trouvent un péplomère, ils se ruent pour nous en protéger et ils le mémorisent afin de pouvoir le tuer s’il ose jamais revenir. Alors que je vous parle, les vaccins ARNm sont en train de sauver des vies du coronavirus. Ils furent notre premier et meilleur outil pour combattre cette tragédie et ils représentent notre meilleur espoir de réagir rapidement aux variants du virus car nous pouvons utiliser la même nanoparticule lipidique. Nous devons simplement permuter l’ARNm à l’intérieur.
But here's the best part: for mRNA therapeutics, these vaccines are only the beginning. mRNA can be used to treat or cure many diseases. So in the future, we will likely have treatments for many terrible diseases, including cystic fibrosis, muscular dystrophy and sickle cell anemia. These diseases are caused by mutated proteins, and we can use mRNA to ask our cells to make the correct version of these proteins. We'll have treatments for cancer -- breast, blood, lungs -- you name it. Here, we'll use mRNA to teach our immune cells how to find and kill cancer cells. And then, if we're lucky, we'll have vaccines against some of the most deadly and feared pathogens across the globe, including malaria, Ebola and HIV. Some of these products are already in clinical trials, and the success of the COVID-19 vaccines will pave the way for future generations of these therapies.
Et voici le meilleur, en termes de thérapies ARNm, ces vaccins ne sont que le début. L’ARNm peut être utilisé pour soigner beaucoup de maladies. À l’avenir, nous aurons sans doute des traitements de maladies terribles, dont la mucoviscidose, la dystrophie musculaire et la drépanocytose. Ces maladies sont causées par des protéines mutantes et nous pouvons utiliser l’ARNm pour demander à nos cellules de créer les versions correctes de ces protéines. Nous aurons des traitements contre le cancer, cancer du sein, du sang, des poumons, ou tout autre. Dans ce cas, nous utiliserons l’ARNm pour apprendre à nos cellules immunitaires comment trouver et anéantir les cellules cancéreuses. Et si on a de la chance, nous aurons des vaccins contre les pathogènes les plus mortels et les plus craints dans le monde, dont la malaria, Ebola et le SIDA. Certains de ces traitements sont déjà au stade des tests cliniques. Et le succès lié au vaccin du COVID-19 va ouvrir la voie aux générations suivantes de ces thérapies.
This is how the pandemic will save the lives of millions. It catalyzed the most rapid vaccine development in history and brought to life a niche, previously unapproved form of technology. And in our desperation, we gave that technology a chance. Now we're collecting long-term safety and efficacy data from hundreds of millions of people. And with these data, interest in the technology, funding for the technology and trust in the technology will continue to grow.
C’est ainsi que la pandémie va sauver des millions de vies. Elle a catalysé le développement d’un vaccin le plus rapide de l’histoire et a activé une niche, une forme de technologie auparavant non approuvée. En désespoir de cause, nous avons donné une chance à cette technologie. Nous rassemblons les données sur l’innocuité à long terme et l’efficacité auprès de centaines de millions de personnes. Avec ces données, l’intérêt pour la technologie, son financement et la confiance qu’elle recevra continueront de croître.
Looking ahead, the packaging and delivery of mRNA to the right organs and tissues will continue to be one of the most significant challenges to implementing this technology. And so my colleagues and I are going to be busy for a very long time. Ultimately, I'm here with a message of hope. We are on the cusp of a revolution. mRNA is about to change the world forever, and it's all thanks to these fatty little balls that take this miracle medicine to exactly where it's needed.
À l’avenir, la préparation et le transport d’ARNm aux organes et tissus appropriés continueront d’être des enjeux cruciaux pour utiliser cette technologie. Mes collègues et moi risquons d’être très occupés pendant très longtemps. Je viens donc avec un message d’espoir. Nous sommes à l’aube d’une révolution. L’ARNm est sur le point de transformer le monde pour toujours et c’est grâce à ces petites billes de graisse qui emportent ces traitements miraculeux exactement là où ils doivent aller.
Thank you.
Merci.
(Applause)
(Applaudissements)