1.2.3. LES NOUVEAUX VACCINS
1.2.3.1. L'immunothérapie génique
Le
principe de l'immunothérapie utilisée contre les tumeurs est de
stimuler le système immunitaire afin de s'opposer à la croissance
des cellules cancéreuses.
Les tumeurs se développent généralement à partir de
cellules dans lesquelles s'accumulent des anomalies actuellement
identifiées concernant des gènes codant pour des protéines
impliqués dans la différenciation, la prolifération
cellulaire ou le contrôle du cycle.
Certaines de ces protéines sont des facteurs de croissance comme le
fibroblast growth factor
(FGF), des récepteurs comme Her-2/neu,
des tyrosine-kinases comme abelson (ABL), des facteurs de transcription comme
myc ou des suppresseurs de tumeurs comme la protéine codée par le
gène P 53.
La surexpression de protéines normales ou la production de
protéines anormales peuvent conduire à une présentation
antigénique de ces produits à la surface des cellules
tumorales ; elles peuvent alors être reconnues par le système
immunitaire.
" L'utilisation de cellules dendritiques
44(
*
)
, préalablement incubées
avec les protéines ou les peptides tumoraux, ou dans lesquelles auront
été introduits les gènes codant les peptides est
particulièrement prometteuse.
Des cellules tumorales modifiées par les gènes codant la
molécule B 7 ou des cytokines comme le GM-CSF (
granolocyte
macrophage colony stimulating factor
) ou l'IL 2 (interleukine 2)
pourraient être également injectées aux patients.
La GM-CSF sécrétée peut activer et recruter des cellules
présentant l'antigène tandis que la présence de la
molécule B 7 et de l'IL 2 peut stimuler les réponses
lymphocytaires. Enfin, il serait possible de restaurer la présentation
des antigènes tumoraux en injectant aux patients de l'ADN codant des
antigènes tumoraux ou encore les molécules HLA
(human
leucocyte antigen
) ".
45(
*
)
1.2.3.2. La vaccination génique
Il
s'agit d'une vaccination à base d'ADN " nu "
. Les vaccins
à ADN sont le résultat d'une découverte fortuite. En 1988,
une équipe de chercheurs de l'Université du Wisconsin en
collaboration avec la société Vical travaillait sur la
pénétration de l'ADN de plasmide dans les cellules, dans un but
de thérapie génique. À leur grande surprise, de l'ADN
" nu " (qui n'est inclus dans aucun organisme) simplement
injecté en solution saline dans les cellules musculaires, s'est
montré capable de s'exprimer, produisant les protéines
correspondantes, mais sans s'intégrer au génome humain. C'est sur
cette capacité que repose le principe de la vaccination à ADN.
Elle consiste à introduire dans l'organisme animal ou humain une partie
du matériel génétique de l'agent pathogène. Dans le
cas du matériel génétique du virus contre lequel on
recherche l'immunisation, on prélève la fraction d'ADN codant
pour la protéine susceptible de déclencher une réaction
immunitaire protectrice (antigène). On l'introduit ensuite dans un
plasmide (fragment d'ADN circulaire) que l'on fait se multiplier dans des
bactéries. Après extraction et purification, celui-ci est
introduit dans l'organisme où il est capable de pénétrer
dans les cellules. L'ADN du pathogène s'exprime alors dans le noyau des
cellules. Il y a production d'antigène ; celui-ci est
présenté au système immunitaire et déclenche une
réponse. L'antigène viral provoque une double réponse
immunitaire. D'une part, la production d'anticorps capables, lors d'une
infection, de reconnaître spécifiquement cet antigène sur
le virus ; d'autre part, l'apparition de lymphocyte T cytotoxiques
(CTL) dont le rôle est de détruire les cellules infectées
par le virus.
Cette technique peut théoriquement permettre de vacciner contre toutes
les maladies infectieuses.
Les avantages de la vaccination à ADN sont multiples :
- la réponse immunitaire provoquée est de longue
durée ;
- il n'y pas de risque d'infection par un agent adventice puisque le
vaccin est composé d'ADN. Il n'y pas d'effets secondaires ;
- le vaccin peut être " multicible " : on peut
réaliser des " cocktails " de vaccins où plusieurs
gènes, codant pour des protéines de différents
pathogènes seraient introduits en même temps, ce qui rendrait
inutiles des injections multiples. Certains vaccins " multicibles "
existent actuellement (DT polio, par exemple) mais d'autres sont
irréalisables à cause d'incompatibilités entre les
préparations ;
- le vaccin à ADN est chimiquement défini et thermiquement stable
ce qui réduit la nécessité de maintenir la chaîne du
froid ;
- sa préparation est standardisée : le procédé
reste le même quelle que soit la maladie. Seul change le fragment d'ADN
du pathogène à cloner dans le plasmide. D'où une
économie d'échelle pour la fabrication et des coûts
moindres.
Chez l'animal, les vaccins à ADN ont donné des résultats
probants pour un grand nombre de maladies, notamment la grippe chez les
primates, le paludisme, le VIH chez la souris.
Toutefois, en l'état actuel des choses, plusieurs problèmes se
posent :
- si le plasmide étranger s'intègre à l'ADN de la
cellule hôte en certains endroits, on ne peut écarter
l'hypothèse qu'il active un oncogène, gène
déclencheur de cancer ou, à l'inverse, inhibe l'action d'un
gène suppresseur du cancer. Même si ce risque semble très
théorique aux chercheurs, il doit être très rigoureusement
évalué ;
- les connaissances des mécanismes entrant en jeu lorsqu'on injecte
l'ADN doivent être approfondies. En effet, si l'on a la preuve que le
plasmide pénètre bien dans le noyau des cellules musculaires,
puisque la protéine produite est retrouvée à
l'intérieur de ces mêmes cellules, on ne sait pas encore
très bien comment le système immunitaire prend connaissance de sa
présence.
Normalement, la réaction du système immunitaire est
provoquée par la " présentation " de l'antigène
par des cellules spécialisées. Celles-ci incorporent les
substances étrangères qui pénètrent dans
l'organisme et en montrent des fragments à leur surface pour informer le
reste du système. Cette présentation nécessite
l'intervention de molécules dites de classe I et II du complexe
majeur d'histocompatibilité. Or, leur présence à la
surface des cellules musculaires est loin d'être établie. Il se
pourrait que la présentation de l'antigène soit
réalisée par les cellules de Langerhans situées, entre
autres, dans la peau. L'efficacité du " pistolet à
gènes "
46(
*
)
qui,
projette l'ADN vers le derme, est en faveur de cette hypothèse.
- Il faut également améliorer les formes d'administration
des vaccins à ADN par voie nasale et orale. En effet, une bonne
immunité au niveau des muqueuses est indispensable pour se
défendre, par exemple, contre le VIH. Or il n'est pas évident
qu'une injection dans le muscle puisse déclencher une réponse au
niveau de l'estomac, de l'intestin, des voies respiratoires, de l'appareil
génital, etc.
Le vaccin contre la grippe prouve qu'il est possible d'avoir une bonne
protection contre une maladie respiratoire, via, probablement des anticorps
transportés par le sang jusqu'au site d'infection. Mais dans la
majorité des cas, la réponse risque de ne pas être
optimale : l'encapsulation de l'ADN, au moyen, par exemple de liposomes,
permettant son administration par voie nasale ou orale et facilitant sa
pénétration au niveau des muqueuses doit être
perfectionnée. Il ne s'agirait plus alors d'ADN vraiment nu.
- Si les résultats obtenus sur les animaux sont probants,
l'efficacité du vaccin à ADN chez l'homme n'est pas encore
prouvée.
En 1998, des résultats ont été publiés pour cinq
essais cliniques :
paludisme (US Navy/Vical/Pasteur Mérieux Connaught) ;
grippe (Merk) ;
HBV (Glaxo Welcome /PowderJect)
HIV (David Weiner / Apollon)
HIV (Britta Wahren).
Les chercheurs ont conclu à la bonne tolérance des vaccins
à ADN et à une réponse immunitaire jugée
" satisfaisante ".
Les premiers essais cliniques de phase II, pour la grippe et le paludisme
pourraient débuter l'année prochaine.
Ils devraient permettre une meilleure évaluation de l'efficacité
des vaccins à ADN ainsi que des doses à administrer à
l'homme pour que l'immunisation soit suffisante (si cette quantité est
trop importante, la vaccination à ADN risquerait en effet de ne pas
être économiquement envisageable).
LE DERNIER ÉTAT DES RECHERCHES
Une
équipe de recherche regroupant notamment des chercheurs du National
Marine Research Center, du Centre de Recherche Médical sur les Maladies
Infectieuses de l'Armée de Terre américaine, de la firme
américaine Vical et de Pasteur Mérieux Connaught (groupe
Rhône-Poulenc), publie dans la revue Science du 16 octobre 98 les
résultats des essais d'un nouveau vaccin à ADN nu contre le
paludisme
(ou encore
malaria
). Ces essais ont été
menés sur des sujets sains et portent sur l'innocuité et
l'immunogénicité, c'est-à-dire la réponse immune
des lymphocytes T cytotoxiques (CTL)
" Killer "
.
Le terme de vaccin à ADN nu fait référence à
l'administration des plasmides eux-mêmes. Selon l'article publié,
la plupart des 20 sujets vaccinés avec ce vaccin à ADN contre le
paludisme ont développé une réponse de variabilité
du dosage des CTL. En se fondant sûr ces résultats prometteurs,
les chercheurs étudient actuellement l'action préventive de ce
vaccin.
Ces corecherches ont pour objectif le développement d'un vaccin à
ADN avec pour modèle le paludisme, qui est une maladie infectieuse
touchant de nombreux soldats de l'Armée de Terre américains.
C'est la première fois que l'on publie les effets d'un vaccin du
paludisme sur des sujets sains. De son côté, Vical entre dans les
phases I et II de développement, notamment de
" Allovectin 7 " " Leuvectin " un vaccin à base
de complexes ADN-lipides adaptés aux
cellules cancéreuses
ou encore de Vaxid, un vaccin à ADN à de type plasmide. Pour sa
part, Pasteur Mérieux Connaught a acquis la licence sur la
commercialisation de vaccins à ADN pour certaines
maladies
infectieuses
, et qui sont développés par Vical.
Source : Vigie Médecine Pharmacie . N° 39 février 1999.
|
LES TESTS DES VACCINS À ADN 47( * ) Ce tableau répertorie certains des tests cliniques qui évaluent l'innocuité et l'efficacité immunitaire des vaccins à ADN. Tous les vaccins testés ont été bien tolérés, et les déterminations d'efficacité sont en cours. |
||
|
Objectif |
Protéines codées par les gènes |
Résultats |
|
- Prévention de l'hépatite B |
- Antigène de surface de l'hépatite B |
- Réactions humorales et cellulaire |
|
- Prévention de l'herpès |
- Glycoprotéine de l'herpès |
- Analyses immunologiques en cours |
|
- Prévention du SIDA |
- Protéines de l'enveloppe et de régulation, ou protéines de la capside et enzymes de réplication |
- Réactions cellulaires (l'ensemble des gènes sera probablement testé dans un seul vaccin) |
|
- Prévention de la grippe |
- Hémaglutinine |
- Analyses immunologiques en cours (l'essai est terminé) |
|
- Prévention du paludisme |
- Protéine d'une des formes du parasite |
- Réactions cellulaires |
|
- Thérapie du SIDA |
- Protéines de l'enveloppe et régulatrices, ou protéines TAT, NEF et régulatrices |
- Réactions humorales dans le premier essai.
|
|
- Thérapie du SIDA |
- Protéines de l'enveloppe, régulatrices et de la capside, et enzymes impliquées dans la réplication du VIH |
- Ce vaccin a été associé à une trithérapie, analyses immunologiques en cours |
|
- Thérapie des adénocarcinomes du sein et de l'intestin |
- Antigène carcino-embryonnaire |
- Réactions cellulaires |
|
- Thérapie des lymphomes des lymphocytes B |
- Immunoglobuline |
- Réactions humorales |
|
- Thérapie des lymphomes cutanés des lymphocytes T |
- Récepteur de lymphocyte T |
- Analyses immunologiques en cours (l'essai est terminé) |
|
- Thérapie du cancer de la prostate |
- Antigène spécifique de la membrane prostatique |
- Analyses immunologiques en cours |
1.2.3.3. L'utilisation de la connaissance du génome pour la découverte de nouveaux vaccins " traditionnels "
Les
progrès pouvant être réalisés dans la
découverte de nouveaux vaccins sont liés à la connaissance
progressive du génome (c'est-à-dire de l'ensemble des
gènes) des bactéries et, bientôt, des parasites.
Cette connaissance permet d'identifier les composantes les plus pertinentes
pour un vaccin, c'est-à-dire celles qui entraînent une
réponse immunitaire.
L'identification des gènes d'une bactérie a pour corollaire la
connaissance des protéines codées par ces gènes. Or ces
protéines constituent des antigènes
48(
*
)
potentiels qu'il convient de tester.
La connaissance du génome a donné aux chercheurs la
possibilité de fabriquer les multiples protéines d'une
bactérie, un gène constituant en quelque sorte la recette de
confection d'une protéine.
Les chercheurs produisent les protéines d'une bactérie qui, en
qualité d'antigènes potentiels, sont considérés
comme d'éventuels candidats vaccins.
Si l'une de ces protéines est un antigène d'intérêt,
elle déclenchera, lors de son injection dans un organisme, une
réponse immunitaire protectrice ; cet organisme, sera, à
l'avenir, immunisé contre l'infection dont est responsable la
bactérie.
On peut donner deux exemples très récents de l'utilisation de la
connaissance des génomes des bactéries pour la mise au point de
vaccins.
L'ulcère de l'estomac
En
juillet 1997, a été publiée la séquence
complète du génome de
Helicobacter pylori
, bactérie
responsable des ulcères de l'estomac. Cette découverte a fourni
des informations globales sur les possibles facteurs de virulence, le
métabolisme de la bactérie, l'organisation du génome. Elle
a surtout fourni des outils de recherche très intéressants pour
l'identification des protéines codées par les gènes de
Helicobacter Pylori
, en particulier de celles permettant à la
bactérie de survivre, se multiplier et s'implanter au niveau de la
muqueuse gastrique. Elle a également permis la mise en place par les
industriels (Astra et Pasteur-Mérieux-Connaught/OraVax) de
stratégies d'envergure visant à identifier de façon
systématique des antigènes protecteurs et des cibles
thérapeutiques d'intérêt.
La recherche d'antigènes protecteurs est passée par
l'identification des protéines spécifiques à
Helicobacter pylori
qui sont des antigènes potentiels.
Les gènes ont été amplifiés par PCR (
polymerase
chain reaction
), clonés et introduits dans des souches
bactériennes. Ces bactéries ont produit des protéines qui
ont été purifiées et dont le pouvoir
" protecteur " a été testé chez la
souris
49(
*
)
.
Ayant travaillé sur l'implantation de
Helicobacter pylori
au
niveau de la muqueuse gastrique, la société Astra a
annoncé que les premiers tests de vaccin contre l'ulcère de
l'estomac sur des volontaires commenceraient dans les mois à venir. Le
vaccin mis au point stimulerait le système immunitaire pour qu'il
crée des anticorps empêchant les bactéries
Helicobacter
pylori
de se fixer dans la muqueuse de l'estomac.
Pasteur-Mérieux-Connaught/OraVax a déjà
réalisé des essais de phase I/II.
La tuberculose
Des
scientifiques de l'Institut Pasteur ont récemment identifié un
gène de virulence du bacille de la tuberculose. L'inactivation de ce
gène atténue le pouvoir pathogène du bacille.
50(
*
)
.
Malgré les médicaments existants et la vaccination par le BCG, la
tuberculose continue ses ravages. L'incidence de la maladie augmente à
la fois dans les pays en développement et dans les pays
industrialisés. Au cours des dix prochaines années, on estime que
90 millions d'adultes seront touchés par la maladie. L'apparition de
souches résistantes aux antibiotiques et l'association de
Mycobacterium tuberculosis
avec
le VIH font de cette maladie en
recrudescence un problème majeur de santé publique.
La tuberculose est due à des bactéries de la famille des
mycobactéries :
Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium bovis
et Mycobacterium africanum.
La virulence de ces agents, c'est-à-dire
leur pathogénicité, dépend de leur capacité
à se multiplier chez l'hôte.
À l'Institut Pasteur, l'unité de Génétique
mycobactérienne dirigée par Brigitte GICQUEL, cherche notamment
à identifier les facteurs de virulence du bacille de la tuberculose. Si
l'on inactive ces gènes, on pourra espérer obtenir un nouveau
vaccin vivant atténué. Si le BCG permet de diminuer le nombre de
nouveaux cas, s'il empêche les formes graves de la maladie chez les
jeunes enfants, l'immunité conférée par le vaccin diminue
progressivement après une dizaine d'années.
La connaissance récemment acquise du génome de
Mycobacterium
tuberculosis
a permis l'identification d'un gène de virulence de ce
bacille : il s'agit du gène
erp
, codant une protéine
de la surface nécessaire à la multiplication du bacille dans les
cellules hôtes. Des souches " mutantes " de
Mycobacterium
tuberculosis
et de la souche vaccinale
Mycobacterium bovis
BCG chez
lesquelles le gène
erp
a été inactivé ont
été construites. Les résultats montrent que l'inactivation
du gène
erp
, en supprimant la production de la protéine de
surface, atténue considérablement la multiplication de
Mycobacterium tuberculosis
et de
Mycobacterium bovis
dans des
macrophages en culture et chez la souris.
La réintroduction de
erp
dans les souches mutantes restaure leur
capacité de multiplication.
Ces résultats suggèrent que le gène
erp
pourrait
être un bon candidat pour l'atténuation de la virulence de
Mycobacterium tuberculosis
et pour l'élaboration de nouveaux
vaccins contre la tuberculose, en partie des vaccins vivants
atténués.
Ces travaux ouvrent une voie nouvelle pour l'étude des mécanismes
de la pathogénicité des mycobactéries et pour la mise au
point de nouveaux vaccins contre la tuberculose qui tue encore plus de 3
millions de personnes chaque année dans le monde
DE L'UTILITÉ DE TROUVER DE NOUVEAUX VACCINS... 51( * )
Liste non
exhaustive des pathogènes non encore couverts par une
vaccination :
Chlamydia sp.
Coccidioides immitis
Cryptoccoccus neoformans
Cytomegalovirus
Dengue
Entamoeba histolytica
Enterotoxigenic Escherichia coli
Epstein-Barr virus (EBV)
Group A streptococcus
Haemophilis influenzae non typable
Hepatitis C virus (HCV)
Hepatitis D
Hepatitis E
Herpès simples virus types 1 et 2
Histoplasma capsulatum
Human Immune Deficiency virus HIV-1
Human Immune Deficiency virus HIV-2
Human papillomavirus
Legionella pneumophila
Leishmania sp.
Moraxella catarrhalis
Mycoplasma pneumoniae
Neisseria gonorrheae
Parainfluenza virus
Plasmodium spp.
Pseudomonas aeruginosa
Pseudomona cepacia
Respiratory syncytial virus
Rickettsia rickettsii
Schistosoma mansoni
Shigella
Toxoplasma gondii
Treponema pallidum