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Vaccination

Bases immunologiques et nouvelles stratégies vaccinales

4ème année EC Immunologie Mars 2009

Causes majeures de mortalitéchez les enfants de 0 à 4 ans

Maladiesinfectieuses

63 %

Accidents6 %

Maladiesnon transmissibles

8 %

Malnutrition3 %

Mortalitépérinatale

20 %

Source OMS

Comment se protéger contre les maladies infectieuses ?

Immunisation passive

IgG maternelles (voie placentaire)

IgA / IgG du lait maternel

naturelle

thérapeutique

Sérums, Ac monoclonaux...

Durée d’efficacité limitée

Pas d’activation du SI => pas de mémoire immunitaire

Nécessité d’administrations répétées

Immunisation active = vaccination

prophylaxique

thérapeutique Anti-infectieuse, anti-cancéreuse

1798 E. Jenner

Vaccination contre la variole avec le virus de vaccine

1880 - 1885 L. Pasteur

Cholera des poules (Pasteurella multocida)

Bacille du charbon (Bacillus anthracis),

Virus de la rage

10ème au 18ème siècle Variolisation

Historique de la vaccination

BCG

1921 Calmette - Guérin

Behring et Kitasato 1901

anti toxine diphthérique

immunisation active par toxines détoxifiées (anatoxine)

1923 Ramon

Efficacité de la vaccination

Variole (monde) 10 millions 0 (depuis 1977)

Poliomyélite (USA) 30-40000 5 cas (1983)

Diphtérie 45000 0 cas

Tétanos (monde) 20 - 50 millions 250 000 -500 000

Coqueluche 20 - 50 millions < 100 000

Avant Après

Nombre de cas annuels

OMS 2001

Les risques comparés

Pour un individu infecté par le virus de la rougeole:

pneumomie 1/20

encéphalite 1/2000

mort 1/3000

Les vaccins = meilleur rapport coût / efficacité

Pour un individu vacciné par ROR

1/ 1 000 000 risque encéphalite ou réaction allergique sévère

Malgré une efficacité prouvée, remise en question de la vaccination !!!

Ligue nationale pour la liberté des vaccinations

vacciner, un crime contre l'humanitéc'est aujourd'hui invraisemblable que des gens qui se prétendent des scientifiques puissent encore déclarer que les vaccinations sont des actions préventives qui protègent des maladies, quand on sait comment et avec quoi sont fabriqués les vaccins, on est convaincu que les laboratoires et les médecins qui défendent encore cette pratique barbare et criminelle sont eux mêmes des criminels.. ils fabriquent délibérément de nouvelles maladies et bien entendu maintiennent de la sorte une clientèle de pauvres ignorants qui ne sont que des cobayes. Nombre de médecins, d'immunologistes, de biologistes dénoncent cette pratique qui n'a plus rien d'un acte médicale préventif, mais, n'est rien d'autre qu'une mise en danger délibérée de la santé du public..un assassinat de nombre de bébés qui étaient en bonne santé avant l'injection de ces poisons infâmes.

Vu sur internet (http://wiki.france5.fr/index.php/SILENCE_ON_VACCINE)

31 janvier 2009

Mort d’une fillette de 12 ans des suites d’une rougeole (Haute Savoie)

1er décès depuis 2005

Refus des parents de vacciner….

Nouvelles maladies

HIV, fièvres hémorragiques (Ebola, Lassa, Hanta), Legionella, SRAS,

grippe aviaire, prions….

Nouvelles épidémies

Tuberculose, cholera, infection à E. coli entérohémorragique….

Multiplication des déplacements

contact avec différents écosystèmes, concentration dans les villes

Emergence de bactéries résistantes aux antibiotiques

Mycobactérium tuberculosis, Staphylococcus aureus….

Maladies infectieuses = cause majeure de mortalité dans les PVD

Paludisme, schistosomiase, trypanosomase, leishmaniose, lèpre,

HIV, HBV...

Pourquoi le développememnt de vaccins est toujours d’actualité

I. Bases immunologiques de la vaccination

Vaccin = antigènes qui induisent une réponse immunitaire spécifique (humorale ou

cellulaire ) lorsqu’ils sont administrés chez l’homme (ou l’animal)Taux d

’anti

corp

s

Temps1ère injection 2ème injection

Vaccination (Réponse primaire)

Infection ou rappel(Réponse secondaire)

Vaccination = induction d’une réponse immunitaire protectrice sans pathologies

Vaccination = immunisation active qui induit une mémoire immunitaire

D ’après Revillard, De Boeck Ed

Activation LT, LB mémoires -> réponse secondaire (plus forte, plus rapide)

Cinétique de la production d’anticorps

Activation LT, LB naifs -> réponse primaire

Les lymphocytes sont la base de la mémoire immunitaire

LB naif

hypermutation somatiques

commutation isotypique

IgM -> IgG / IgA

organes lymphoides secondaires (centre germinatif)

plasmocytes

LB mémoires

LT naif

antigène

LT effecteurs

LT mémoires (CD45RO)

II. Les éléments de la mémoire immunologique

Mémoire précoce Mémoire tardive

L’apparition des cellules mémoires (ex les LcT CD8+)

10 à pls 100de LcT CD8+ naifs

Spécifiques(chez la souris)

1 précureur

10 000 cellules(> 13 divisionsen 5 à 8 jours)

Elimination de 90 à 95% des

LcT CD8+ activés

LcT CD8+ produisant

IFN, TNF, IL-2

LcT CD8+ produisant IFN, TNF

La mémoire effectrice

élimination immédiate du pathogène lors d’une nouvelle exposition, sans

la nécessité de différentiation

La mémoire centrale

capacité à produire des Ac ou des cellules effectrices plus rapidement

après contact avec l’Ag

Les mémoires centrales et effectrices

Les LT mémoires

CD45 RO

CCR7+M. centrale:

M. effectrice: CCR7-

recirculation dans le sang et la lymphe,

organes lymphoïdes secondaires

localisation dans les tissus

Les LB mémoires

LB ayant subi une commutation isotypique (IgG ou IgA ou IgE, pas d’IgM ni d’IgD)

M. centrale : circulant dans le sang et la lymphe

M. effectrice : plasmocytes dans la moelle,

plasmocytes producteur d ’Ac naturels (cellules B1)

Cellules T mémoires centrales

CD45RA-

CD45RO+

CCR7+

Cellules T mémoires effectrices

CD45RA-

CD45RO+

CCR7-

CCR1, 3, 5 +

Cellules T naives

CD45RA+

CCR7+

Thymus

Organes lymphoïdes secondaires

Sites inflammatoires

Ag Ag

Différentiation des LT en cellules mémoires

Réponse secondaire

mémoire (mIgD-, mIgG+ou mIgA+ou mIgE+)

1-3 j

3-5 j, 10 à 100 X > rep primaire

IgG (IgA, IgE)

T-dpt

élevée

mutés

Réponse primaire

naive (mIgM+, mIgD+)

4-7 j

7-10 j

IgM

T- dptT- indpt

faible

non mutés

Propriétés

cellules B

période de latence

amplitude, pic

Ac produits

Ag

affinité Ac

Gènes VH, VL

Caractéristique des réponses primaires et secondaires du LB

Tous les habitants de l’île touchés sauf les + de 65ans

= > durée très longue de la mémoire immunologique

hypothèses :

Longue durée de vie des cellules ?

Nécessité de la présence de l’Ag pour garder une mémoire ?

Infection précédente en 1781

P. Panum (1847): description d’une épidémie

de rougeole sur les îles Féroé

Nécessité de la présence de l’antigène pour conserver la mémoire?


Expérience 1:

Ag X

disparition des LB mémoirestransfert de

LB mémoires

animal naïfsurvie des

LB mémoiresAg X

=> La survie des LB mémoires nécessite la présence de l’Ag

la mémoire des LB est un état dynamique entretenu par les cellules

dendritiques folliculaires (FDC) (dans les centres germinaux) qui conservent

les Ag au long terme

Expérience 2:

LCMV

transfert LT

présence de LT CD8+spécifique de LCMV

présence de LT CD8+spécifique de LCMV

analyse des LT après 10 mois

=> La mémoire des LT est maintenue en absence d’Ag

LTX

LTXCMH IX


III. La vaccination et le nouveau-né

Etat du système immunitaire pré et post-natal

Gglions, rate peu développés

avant la naissance

10ème sem IgM12ème sem IgGvers 16ème sem IgG maternelles30ème sem IgA

A la naissance IgM >>> IgG, IgA

après la naissance

Baisse du taux d’IgG maternelles

A 1 an: IgG 60%IgM 100%IgA 30%

du taux adulte

LB

Ag thymoindépendant

signaux 1 + 2

IgM

LB

signal 1

signal 2

IgM, IgG, IgA + mémoire

Ag thymodépendant

Coopérationcellulaire

CMH II

CD40

LTh

TcR

CD40L

Le problème posé par les antigènes polysaccharidiques

Polysaccharides bactériens = antigènes thymo-indépendants

Pas de réponse chez le nouveau-né => problème de protection contre méningite

3 vaccins conjugués pour 3 pathogènes inducteurs de méningite chez le nouveau-né:

le pneumocoque, H. influenzae de type b, le méningocoque de groupe C

Réponse thymo-indépendante

Pas de mémoire

Anatoxine tétanique ou diphtérique

mémoire

Réponse thymo-dépendante

protéine

Moelle rougeRiche en progéniteurs B

Moelle jauneDépôts de graisses progéniteurs B Niches de plasmocytes

- Grand nombre de LB naifs de spécificités variées- Faible nombre de cellules mémoires

- Production LB naifs-accumulation de LB mémoires et de plasmocytes-spécificités limitées

L’immunité aux ages extrêmes

IV. Les vaccins d’aujourd’hui

Agents pathogènes vivants atténués

Agents pathogènes entiers inactivés

Fractions antigéniques

La notion d’immunité de groupe (herd immunity)

La vaccination d’une portion de la population (>90%) protège les non vaccinés contre les pathogènes

Blocage de la dissémination du pathogène

=> au sein d’une population, les personnes non vaccinées sont également protégées contre un pathogène grâce à l’immunité acquise par les personnes vaccinées.

(Immunité de population ou collective)

Rappuoli, Nat Med 2004, 10:1177

V. Les nouvelles stratégies vaccinales

DiphterieTétanos PolioRORVHBVHAH. influenzae Pneumococcus

meningococcus grippe

VIH

Taux de réussite

Pas de changement

10 ans 1 an 1 jour

Variabilité antigénique

Le challenge: la variabilité antigénique

VHC

100 %

Vaccin Agents infectieux

Il faut revisiter la notion de vaccin...

Cancers

Allergies

Maladies autoimmunes

Pourtant toujours le même principe :

(Re)stimulation du système immunitaire par des antigènes


1. Amélioration des vaccins et techniques actuels

- méthodes d’administration (voie orale, nasale, vaginale, rectale)

- utilisation d’adjuvants plus performants

Propriétés des adjuvants:

- induction réaction inflammatoire (formations de granulomes localement)

- modification de la présentation des Ag (réseaux, aggrégats)

-> augmente l’immunogénicité

- retard de l’élimination de l’Ag

- action sur les cellules présentatrices d’Ag (stimulation des co-signaux d’activation)

(notion de danger)

gels minéraux (hydroxyde ou phosphate d’aluminium (Al(OH)3)

entrent dans la composition des vaccins actuels, précipite les Ag

Pb bonne réponse Ac mais mauvaise réponse cellulaire

MF59C.1 à base de squalène (vaccin de la grippe)

Adjuvants actuels

Les adjuvants de l’avenir:

Les immunosomes:

Les virosomes = phospholipides + Ag à la surface

ex virus de la grippe

ISCOMs (Immuno Stimulating Complexes). Ø 35nm = antigène + QuilA(saponine) + qq lécithine, cholestérol

Les liposomes Ø 100nm

Les immunostimulants issu d’immunogènes bactériensMDP-A = MDP (muramyl dipeptide) + émulsion squalane-L-121dinucléotides non méthylés 5’-CpG-3’ (ligand de TLR9)

Les cytokinesIL-2, IL-12, IL-15, GM-CSF

ou


1. Amélioration des vaccins et techniques actuels

- méthodes d’injection (voie orale, nasale, vaginale…)

- utilisation d’adjuvants plus performants

- utilisation de vaccin existant comme vecteurs d’antigènes

vaccine, poliovirus, BGC, Salmonella exprimant des antigènes

Injection IM

Plasmide vaccinal

Gène de la protéine antigénique

sécrétionCMH I

CPA

CMH II

2. Les vaccins à ADN

N ARNm

LT cytotoxiqueLT CD8 mémoire

LB

Plasmocytes

Ac

LB mémoire

LT CD8

Immunité cellulaire

Immunité humorale

LT h mémoire

LT CD4

protéasome


3. Le prime-boost

Première immunisation avec 1 antigène (ex vaccin à ADN)

Seconde immunisation avec un autre antigène (le plus souvent protéique)

4 combinaisons prime-boost actuellement en essais cliniques pour le VIH


Vaccination

Développementindustriel etfabrication

Etude de l’immunogénicitésur modèles animaux

Expression sur vecteursdu vaccin recombinant

Tests d’immunogénicité

Purification desComposants, clonage

Identification desComposants immunogènesSélection des

antigènescandidats


4. Vaccinologie inverse

Vaccinologie classique: 10-15 ans

Analyse informatiquecomplète de la totalitédu génome

Résultats et prédictions desCandidats- vaccins potentiels

Isof 1 TTCACCGTAA….Cont 1 TTCACCGTAA….Isof 2 TTCATCGCAA….Cont 2 TTCATCGCAA ATG..

Isof 1 ATTATATTCT TGTCCont 1 ATTATATTCT TGTIsof 2 ATTATCTCCont 2 ATTATCTC

Expression sur vecteursdu vaccin recombinant

Développementindustriel etfabrication

VaccinationEtude de l’immunogénicitésur modèles animaux

Vaccinologie inverse: 1 à 2 ans Exemple meningocoque B

4. Les vaccins anti-tumoraux

Cellules tumorales autologues

Cellules tumorales autologues

Irradiation+ adjuvant

sc

Transfection avec gènes d’activation

(cytokine…)

Lignées de cellules tumorales allogéniques

biopsie

Cellules tumorales + cellules immunitaires infiltrantes

IL-2

Lymphocytes infiltrants tumoraux activés

(TIL)


Ex Vaccination par cellules tumorales

5. La vaccination thérapeutique

Vaccin thérapeutique(vaccinothérapie)

Rééducation du système immunitaire

Vaccin préventif(prophylaxique)

Prévenir une infection

Vaccination dans le cadre

d’infections chroniques (HIV, HCV, HPV...)

de cancers


Actuellement, une vingtaine de vaccin en essais cliniques

1 seul vaccin en phase III:

Vaccin Gp 120 (AIDSVAX ) randomisé, double-aveugle, contre placebo, sur 36 mois, 7 injections

Un vaccin contre le VIH est-il possible?

groupe placebo => 105 infectésgroupe vaccin => 106 infectés

Étude thaïlandaise2546 toxicomanes volontaires

Les vaccins prophylactiques

Étude américaine

5108 homosexuels masculins + 309 femmes à risque

Pas de protection sauf dans quelques groupes ethniques (noirs)

Protéines cibles : Gp120, Gag, Pol, Nef,

Depuis 1987, > 80 essais cliniques (phase I et II) …..

Cas du VIH

Obtenir un vaccin produisant des Ac neutralisants

Induire une réponse cellulaire CD8+ efficace et à long terme

couplage ADN puis épitopes T (prime-boost)

utilisation d’adjuvant et cytokines (IL-2)

Multiplier les phases III dans les pays en voie de développement

combinaison des données internationales

3 challenges à relever pour envisager un vaccin:

pas de modèle animal d’infection à VIH

variabilité du virus élevé

risque de stimulation de réplication du virus par activation des cellules immunitaires

Les problèmes pour le développement de vaccin

…..

Préparation vaccinale (Alvac vCP1433 et Lipo-6T) = virus canarypox portant les gènes nef, et pol

Essais de vaccin thérapeutique anti VIH chez l’homme

118 patients dont charge virale indétectable sous traitement (< 200 copies/ml)

4 injections (à 1 mois d’interval)

Etude 1: (48 patients)réponse CD4 spécifique (61%) et CD8 (55%)Pb dans 80% des cas reprise du traitement après 6-7 semaines.

Etude 2: (70 patients) vaccin + IL-224% des patients vaccinés sans traitement 3 mois après la fin du traitement

Les vaccins thérapeutiques

Autres vaccins thérapeutiques testés

Remune = préparation de virus tués

P24 VPL = particule de type viral produit chez la levure

VaxSyn = préparation d’antigènes

Derma Vir = plasmides exprimant des protéines virales

Thérapie génique?

ARN anti-sens, gènes viraux mutés...

Autres stratégies thérapeutiques envisageables

Couverture vaccinale incomplète

30 % des français ne seraient pas à jour de leur rappel DTP

82 % des français protégé par le ROR (tx préconisé par OMS: 95%)

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