vaccins inactiv s - edu · 2011. 10. 15. · hypersensibilit retard e ¥ex: vaccination bcg ¥test...
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B. Bellier
Vaccins inactivés
• Avantages
– Sécurité: Pas de mutation, ni de réversion
– Utilisables chez patients immunodéficients
– Protége contre formes graves de la maladie
– Immunité humorale suffisante après injections de rappel
• Inconvénients
– Inactivation complète à contrôler
– Généralement pas aussi efficace que les vaccins vivants
– Requiert généralement 3-5 doses (car pas de réplication) :
Nécessitent des rappels
– Nécessite un adjuvant
– Réponse immune généralement humorale (car pas de réplication)
– Réponse immune cellulaire limitée
– Pas d’élimination complète du pathogène
– Pas d’immunité locale
– Coûts supérieurs
B. Bellier
Application du vaccin contre la grippe saisonnière
à la grippe avaiaire
• Limites des vaccins classiques :
– Lenteur de la préparation du vaccin
– 1 œuf < 1 dose (pour 1milliard doses = 4 milliards d’œufs embryonnés)
– Cycle abortif dans l’œuf si virus virulent
– Immunité apparaît en 2 à 3 semaines et persiste 5 à 6 mois
– Réduit la mortalité chez les personnes infectés mais ne contrôle pas de
façon satisfaisante les épidémies.
• Nécessité de nouveaux vaccins
– Production plus rapide
– Indépendante de l’œuf ou non-abortive
– Rapidité d’induction de l’immunité
– Immunité plus robuste
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B. Bellier
Vaccins «!hybrides!» inactivés produits par génétique inverse
La génétique inverse : réassortiment induit ou alléatoire du matérielgénétique d’intérêt (antigènes: HA NA) sur le virus provenant des cashumains avec celui d’un virus de laboratoire (enzymes responsablesd’un cycle réplicatif non-létal pour les embryons de poulets).
Vaccins:
2 RNP des antigènes HA NA de la souche d’intérêt
6 RNP de M1 M2 et des enzymes de la souche de « labo »
Le virus qui en résulte reste immunogène mais n’est pas pathogène.
L’avantage supplémentaire de cette technique est de produire un virusexpérimental qui pousse de manière prévisible pendant la phase deproduction.
B. Bellier
Reassortment
• The goal of reassortment is to combine the desired HAand NA antigens from the target strain (flu strain 1) withgenes from a harmless strain that grows well in an egg(flu strain 2).
• The illustration details the following steps in creatingthe vaccine:
• Flu strains 1 and 2 are injected into a fertilizedchicken egg.
• The genes from flu strain 1 multiply and mix with thegenes from flu strain 2, forming as many as 256possible gene combinations.
• Researchers search the many combinations for the flustrain that contains the HA and NA genes from flustrain 1 and remaining genes from flu strain 2 thatensures that it is able to grow efficiently in eggs.
• This new reassortant flu strain and two other flu strainswill make up next year’s vaccine.
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B. Bellier
Induced-Reassortment
• The illustration details the followingsteps in creating the vaccine:
1. After removing the dangerous part ofthe HA gene, scientists splice theHA and NA genes from flu strain 1into circular pieces of DNA calledplasmids.
2. Additional plasmids are createdusing the remaining six genesfound in flu strain 2.
3. Scientists insert the HA and NAplasmids from flu strain 1 andthe six plasmids carrying genesfrom flu strain 2 into animal cellsgrowing in the laboratory.
4. The genes in the plasmids instructthe animal cells to make thedesired new flu strain
B. Bellier
Vaccins sous-unitaires
Vaccins sous-unitaires sont constitués de
sous-unités antigéniques
– Purifiées à partir des cultures = sous-
unitaires purifiés
– Produits par génie génétique = sous-
unitaires recombinants
Ex: cas du vaccin de l’hépatite B
Séquence correspondant
au déterminant antigénique
Construction
plasmidique
Système
d’expressionPurification
+
adjuvant
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B. Bellier
Vaccins sous-unitaires anti-bactérien purifiés:
Coqueluche
Composants du vaccin
acellulaire pertussis
(coqueluche)
Bordetella pertussis cellule complète
Hémagglutinine filamenteuse (FHA)
Pertactine (PRN)(69 kDa outer membrane protein)
Toxoïde Pertussis (PT)
Depuis 1998, il existe 2 types de vaccins contre la coqueluche:
-Vaccin cellulaire inactivé: vaccin obtenu à partir de bacilles de Bordet-Gengou inactivé par l'aldéhyde
-Vaccin acellulaire sous-unitaire: nouveau vaccin constitué d'extraits antigéniques bactériens
! Réactogénicité des vaccins à cellules
entières (DTPw)
! Risque de séquelles neurologiques
post-vaccination
! Déclin de la vaccination avec le
vaccin à cellules entières
dans plusieurs pays
Augmentation de l’incidence de la
maladie dans ces pays
Ex : UK, Japon, Italie, Suède,
Allemagne
PourquoiPourquoi ddééveloppervelopper un un vaccinvaccin acellulaireacellulaire contrecontre PertussisPertussis ? ?
B. Bellier
Etapes-clEtapes-clééss du du ddééveloppementveloppementdu du vaccinvaccin acellulaireacellulaire anti- anti-CoquelucheCoqueluche (Pa) (Pa)
! La production de quantités importantes de
Bordetella pertussis en fermenteur (800 L et plus)
! La purification simultanée des 3 protéines (PT, FHA, 69k) à partir
des bactéries tuées (56° C)
! La détoxification de la PT (sans destruction d’épitopes)
! La stabilisation de la FHA et de la 69k
(Ac. Monoclonaux détectant les épitopes-clés)
! La formulation simultanée des 3 antigènes (désorption de la 69k en
présence de tampon PO4)
! Les tests d’immunogénicité en souris
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B. Bellier
Vaccins sous -unitaires :
immunisation par des protéines - polypeptides
• Avantages
– Sécurité (Immuno-déprimées)
– Réponse humorale +++; cellulaire (TH2)
– Réponse CTL grâce cross-présentation
• Inconvénients
– Peu immunogène
• Nécessite adjuvants: alum (ou IFA, CFA)
– Dégradation rapide
– Coût
– Fréquence de non-répondeurs supérieure
– Requiert es injections de rappel
B. Bellier
Adjuvants
• Substances utilisées dans les vaccins et qui permettent d’augmenter
l’immunogénicité des antigènes utilisés
• Deux types d’adjuvants avec des fonctions différentes
– Favoriser et prolonger la durée de l’interaction entre l’antigène et le système
immunitaire
• Ex. hydroxyde d’alumine
– Recruter et activer des cellules de l’immunité n naturelle pour qu’elles
induisent la réponse adaptative
• Les PAMP sont souvent de bons adjuvants
• Certains molécules sont à la fois des antigènes et des PAMP
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B. Bellier
Adjuvants
– Adjuvant minéraux :
• Précipité insoluble; Alum (Hydroxyde ou
Phosphate d’Alu)
– Adjuvants huileux :
• émulsion eau-huile, IFA (Adjuvant Incomplet de
Freund)
– Constituants bactériens:
• Mycobactérie inactivée (Mycob tuberculosis) ou
constituants (Mycob bovis, BCG) : CFA
– Toxines bactériennes
• Toxine cholérique (CT) ou ss-u B purifiée (CTB),
Toxine pertussique (PT)
– Oligodésoxynucléotides CpG
• Séquence ADN bactérien non-méthylée (ODN
CpG) ; interaction avec TLR-9
– Adjuvants vésiculaires• Bicouche lipidique, liposomes - virosomes
– Cytokines• Médiateurs des RI: IL-2, IL-12, IFN-g, GM-CSF
•« adjuvare » : aider, assister
•Substance capable d’augmenter la réponse immune dirigée contre un Agadministré simultanément.
•Multiples / classification complexe (selon mode d’action - effets)
B. Bellier
Mode d’action des adjuvants
• Libération progressive de l’Ag
• Concentration antigénique
• Protections contre dégradation (IFA, ISCOM, Liposome)
• Aggrégats multimoléculaires d’Ag (Alum)
• Routage vers les organes lymphoïdes 2nd(IFA (sphérule d’huile))
• Effet « corps étranger »(CFA, ISCOM, Virosome)
• Favorise captation par les APC(Alum, CFA, ISCOM, Virosome)
• Activation directement des APC(Alum, cytokines , imiquimod, CpG)
• Orientation de la réponse immunitaire vers TH1(CFA , cytokines, imiquimod, CpG)
• Orientation de la réponse immunitaire vers TH2(alum , cytokines)
• Favorise réponse CTL(ISCOM, liposome, virosome (Ag endogène))
• Activation du complément(Alum, IFA)
A ce jour, les adjuvants utilisés dansles vaccins commerciaux nepermettent pas d’induire une réponseTH1
AgAg
+adjuvant
Alum:
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B. Bellier Vaccins polysaccharidiques
purs ou conjugués
Polysaccharides purs
• Peu immunogénique chez les enfants
• Activent peu ou pas la mémoire
immunitaire
• Effet booster limité
• Mauvaise activité fonctionnelle des
anticorps
• Injections régulières
Ex de vaccins Polysaccharides
pures• Pneumocoques
• Meningocoques
• Salmonella Typhi
Polysaccharides purs liés à des
protéines
• Associés à une protéine porteuse =
Polyosides= Ag thymo-dépendants
• Immunogénique chez les enfants
• Activent la mémoire immunitaire
• Effet booster puissant
Ex de vaccins Polysaccharides
conjugué
• Haemophilus influenzae type b
• Pneumocoques
B. Bellier
Vaccins Méningite
• Méningites bactériennes:– Méningite à pneumocoques (Streptococcus pneumoniae).
– Méningite à Hib (Haemophilus influenzae de type B).
– Méningite à méningocoques (Neisseria meningitidis).
– Méningite à Listeria (Listeria monocytogenes).
• Vaccins:
– Pneumocoques: polysaccharides issus de 23 sérotypes de pneumocoques. Laréponse immunitaire est insatisfaisante chez les enfants de moins de deux ans. Le
vaccin Prevnar®, le seul vaccin conjugué contre le pneumocoque, protège les jeunes
enfants à 90 % contre ce type de méningite,
– Hib: Vaccins conjugués disponibles
– Méningocoques:
• Aucun vaccin n’existe contre la méningite à méningocoque de type B.
• le vaccin polysaccharidique MenAC-Ps protège contre les méningocoques des
sérotypes A et C et le vaccin polysaccharidique MenACYW-Ps (Menomune®),
contre quatre sérotypes (A,C,Y et W135). Ces vaccins non conjugués seraient
peu efficaces chez les enfants (41 % chez les 2 à 9 ans durant les deux
premières années suivant la vaccination), et inefficaces chez les moins de deux
ans9. Pour une protection contre la méningite de sérotype C seulement, trois
vaccins conjugués sont homologués : le Menjugate®, le NeisVac-C® et le
Meningitec®.
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B. Bellier
Vaccins sous-unitaires «!particulaires!»
• Protéines virales purifiées qui s’assemblent en pseudo-particulesvirales : « Virus-like particles » ou VLP
– Pseudo-virion: complexe protéique # structure virale, # taille
– Sans génome viral: déficients pour la réplication
• VLP simples:– Auto-assemblage des protéines de surface
– Produites par génie génétique : système d’expression bactérien, levure,baculo
• Ex: HBV: Auto-assemblage des protéines de surface HBs en VLP
• Ex: HPV: Auto-assemblage des protéines de capside L1 en VLP
• VLP complexes:– Assemblage des protéines de core et d’enveloppe
– Produites dans système cellulaire
• Avantages– Sécurité
– Particules sont plus immunogènes que le protéines seules: Taille,Complexité
– Induit des AC y compris AC neutralisants
• Limites– Production
– Fragilité: Stockage au froid
– Réponse cellulaire limitée
B. Bellier
Vaccins HPV
• Les papillomavirus humains (HPV, human papilloma virus) de type
16 (50% des cas) et 18 (20% des cas) sont responsables des cancers
du col de l’utérus.
– Cancer du col de l’utérus : 2ème cancer pour F; 250 000 décès/an
• Gardasil : Merck. Octobre 2005. Vaccin quadrivalent produit chez la
levure contre les HPV- 6, 11, 16, 18. Essai phase III sur 6082 femmes :
protection 100 % des pré cancers du col et des cancers cervicaux non
invasifs.
• Attente de mise sur le marché
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B. Bellier
Dilemme vaccinal
Atténué Inactivé VLPSous-unitaire
Immunogénicité
Sécurité
Rép CTL
Rép AC
B. Bellier
Conditions d’efficacité des vaccins
• Mécanismes protecteurs appropriés
– AC neutralisants (infections virales , Toxines bactériennes)
– CTL (infections chroniques, parasite, cancer, …)
• Vaccins doit contenir les épitopes immuno-dominants
– Epitope majoritairement présenté et/ou reconnu
• Choix de la voie d’injection: Immunité locale ou systémique
• Variabilité antigénique limitée des pathogènes: cas de la grippe
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B. Bellier
Influence de la voie d’injection
• Injections parentérales:
– Voies IM ou SC
• Favorisent la production d’anticorps sériques IgG
• Ex: Hépatite B
– Voies ID favorisent la réponse cellulaire de typehypersensibilité retardée
• Ex: Vaccination BcG
• Test IDR pour valider l’immunité induite
• Injections muqueuses
– Voie orale
• Favorise la production d’anticorps sécrétoires IgA
• Autorise production d’IgG sériques
• Ex: Polio orale (vaccin atténué en cas d’épidémie)
– Muqueuses (recto-vaginales): expérimental
B. Bellier
Exemple d’instabilité antigénique:
Vaccin contre la grippe
• 3 espèces de virus Influenzae : A, B, C
• Influenza A : plusieurs sous-types définis par Ag desurface:
– H : hémagglutinine (HA) : 15 types
– N : neuraminidase (NA) : 9 types
– Chez l’Homme: H1N1 et H3N2
– Chez oiseaux, volailles, porc: H5N1, H9N1, H7N1, H7N2
• Mutations de HA/ NA responsables de nouvellesépidémies chaque hiver
– Isole les derniers variants H3N2 et H1N1 de l’année encours (+B)
– Production du virus dans des œufs embryonnés puisinactivation
• Cassures antigéniques à l’origine de pandémie
– Apparitions de nouveaux sous-types
– Par recombinaison génétique avec autres virus (virusaviaire)
1918: Grippe Espagnole (H1N1)
1957: Grippe asiatique (H2N2)
1968: Grippe de Hong-Kong (H3N2)
1997: cas de grippe aviaire H5N1
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B. Bellier
Variation antigénique du virus de la grippe
Changement par mutation:
«!Drift!» antigénique (dérive)
Certains
épitopes dessouchesprécédantessont
conservés.Sévéritéréduite de lamaladie et
dessymptômes(épidémie).Le virus peut
toujours serépliquer etse propager.
Changement par échange de gènes:
«!Shift!» antigénique (cassure)
Epitopes
différents desvirus précédant(pas de cross-réaction).
Pas de protectionpartielle des
infectionsprécédantes.
Maladie beaucoupplus sévère(pandémie).
Pandémie Flu de1918-19 a tué
>20,000,000(grippe espagnole).
B. Bellier
Variabilité de la réponse vaccinale
• Variabilité HLA
– Variabilité des épitopes reconnus: cf restriction au CMH
– Taux de non-répondeurs important si préparation mono-antigénique
• Age
– Dysfonctionnements immunitaires:
• RIC affectées liée à une diminution de production de lymphocytes T matures
(involution du thymus)
• Prolifération et sécrétion de cytokine diminuées
• Affecte capacité à induire réponse primaire / mais peu réponses mémoire
• RIH moins affectée (LB constants): Vaccin grippe: réponse AC équivalente entre
gp 87 ans vs 38 ans (Pozetto et coll. 1993)
• Il apparaît cependant que la réponse anticorps des personnes âgées serait plus
importante vis-à-vis de souches virales anciennes que de nouvelles (McElhaney,
1993).
• Statut immunitaire
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B. Bellier
Lacunes
•Des manques évidents :
–Infections virales
•HIV
•HCV
•WNV
Infections virales chroniques, Neutralisation inefficace
Instabilité génomique, échappement système immunitaire
–Cancer
Réponse CTL insuffisante
–Parasite
Réponse CTL insuffisante
–Prion
OINI
>> Nécessité de nouveaux vaccins
B. Bellier
Defi de la recherche vaccinale actuelle
• Emergence de nouvelles maladies infectieuses (SIDA, Marburg, Ebola, Dengue,...)
• Réapparition d’anciennes maladies infectieuses (Diphtérie, coqueluche,...)
• Résistance aux médicaments (pneumocoques, tuberculose, staphylocoques dorés,...)
• Dissémination de maladies infectieuses vers de nouvelles régions
• Dissémination de maladies infectieuses là où le contrôle est insuffisant
Les maladies qui tuent dans le monde (1997)
0,2
0,3
0,3
0,6
1
2,1
2,3
2,5
2,9
3,7
Morts en millions
Infections respiratoires
Diarrhée
Tuberculose
Malaria
Hépatite B
SIDA
Rougeole
Tétanos
Pertussis
Maladies parasitaires (nématodes)
Mo
rts e
n m
illio
ns
Source :
OMS, 1998
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B. Bellier
Les nouveaux vaccins:
Comment concilier Sécurité-Immunogénicité-RIC
VLP
homologueDC
VLP
hétérologue
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