Les réfrigérateurs spéciaux derrière le COVID

L’une des grandes histoires de la semaine dernière a été l’annonce des résultats d’essais cliniques suggérant qu’un nouveau vaccin contre le COVID-19, développé grâce aux efforts conjoints des sociétés américaine et allemande Pfizer et BioNTech, est très efficace pour conférer une immunité contre le virus. Au milieu de ce qui constitue pour de nombreux pays le deuxième pic de la pandémie mondiale, cette nouvelle a été accueillie avec exaltation et est devenue l’objet de nombreuses manœuvres politiques.

Bien que nous disposions actuellement de deux candidats vaccins avec des résultats de tests très positifs, l’une des choses les plus intéressantes pour nous est la nécessité de conserver les doses du vaccin Pfizer/BioNTech extrêmement froides jusqu’à ce qu’elles soient administrées. Examinons en détail le problème de réfrigération actuel.

Ce vaccin particulier doit être réfrigéré à -80 Celsius jusqu'à ce qu'il soit prêt à être utilisé. Cela pose un problème important pour tout programme de vaccination de masse, car même si les congélateurs à -80 degrés sont une affaire réglée en termes de fabrication, ils ne sont pas courants dans les soins de santé communautaires. Les laboratoires et les grands hôpitaux en ont peut-être, mais on nous dit que même dans un pays développé, les médecins généralistes qui seront chargés d'administrer le vaccin n'en avaient jusqu'à présent que peu besoin. Si cela pose un problème dans un endroit doté de ressources importantes, il est considérablement amplifié dans les régions du monde moins riches, car pour lutter efficacement contre une pandémie mondiale, il est impératif que la planète entière soit vaccinée pour éviter qu’il ne reste un réservoir d’infection.

Je ne suis pas biologiste, mais chaque cours de biologie scolaire enseigne aux enfants les bases de la vaccination. À la fin du XVIIIe siècle, le Dr Edward Jenner a réussi à inoculer à un garçon le virus de la variole de la vache pour lui conférer une immunité contre la variole, ce qui a permis de développer la science de l'immunologie. Il est probable que nous aurons tous reçu des vaccins similaires que notre biologie de lycée simplifie pour nous comme des relations affaiblies ou moins puissantes avec la cible, et le fait que les tueurs du passé disparaissent maintenant dans la mémoire populaire témoigne de leur succès.

Ce sont les vaccins que mes médecins et leur équipe de l’Oxfordshire administrent par milliers, et ils peuvent protéger des générations d’enfants britanniques avec eux en utilisant uniquement un réfrigérateur relativement conventionnel. Qu’y a-t-il donc de si spécial dans le vaccin Pfizer/BioNTech ? La réponse réside dans son mode de fonctionnement : au lieu de nous exposer à un agent pathogène, il s'agit d'un vaccin dit à ARN. Il contient un fragment du matériel génétique du virus qui, une fois administré, pénètre dans nos cellules et déclenche leurs réponses immunitaires face au coronavirus. Le problème, nous dit-on, réside dans la fragilité de l’ARN, et pour éviter sa dégradation, il faut un réfrigérateur très froid.

En tant qu'ingénieurs, notre prochaine question évidente est alors de savoir ce qui fait qu'un -80° Congélateur C si spécial ? Nous sommes sur un terrain plus solide en ce qui concerne le fonctionnement d'un réfrigérateur : il s'agit d'une pompe à chaleur dotée d'un radiateur, d'un détendeur et d'un condenseur, à travers lequel un gaz propulseur est pompé par un compresseur. Le propulseur à condensation provoque le refroidissement de l’intérieur du réfrigérateur et l’énergie capturée qui en résulte est rayonnée sous forme de chaleur dans la pièce par le radiateur. Il y a une limite au niveau de différence de température qui peut être créé par une telle pompe à chaleur, c'est pourquoi les congélateurs à -80 degrés en ont deux en série. Ils sont moins performants et plus coûteux à produire que votre réfrigérateur domestique, mais leur fabrication n'est plus à faire. On nous dit que c'est simplement qu'il n'y en a pas assez là où ils seraient nécessaires, et il est donc intéressant de réfléchir un instant aux implications de cela.

On pourrait penser qu'équiper tous les médecins de congélateurs adaptés à -80 degrés serait la solution évidente, après tout, même si ces derniers ne sont pas bon marché en termes nationaux (une recherche rapide sur Google suggère 10 000 $ et plus), aux gouvernements qui jettent des milliards à la pandémie à leurs dépens. serait facilement gérable. Mais le problème réside dans la chaîne d’approvisionnement : le marché mondial pour ces produits en période non pandémique n’est pas suffisant pour qu’il y ait une capacité de fabrication capable de répondre à une demande énorme et inattendue. Il est peu probable que les usines de réfrigérateurs domestiques puissent être équipées pour les fabriquer en vrac dans un délai raisonnable, donc la perspective d'un tout nouveau congélateur à -80 degrés dans le cabinet de mon médecin semble mince. On pourrait s’attendre à ce que de tels appareils soient réquisitionnés pour leurs efforts auprès de leurs propriétaires actuels, des universités et des laboratoires de recherche, mais c’est là un autre problème. Ces vaccins sont destinés à être injectés aux patients et doivent donc être protégés à tout prix de la contamination. L’idée d’un réfrigérateur fraîchement sorti d’un laboratoire de chimie universitaire où des étudiants en doctorat l’utilisent pour stocker des composés organométalliques hautement toxiques n’est tout simplement pas tenable si l’on veut éviter de graves risques pour les patients.