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Des nanostructures vaccinales pour lutter contre la bronchiolite

L’association de deux antigènes du virus respiratoire syncytial au sein de nanostructures circulaires a permis d’obtenir une protection immunitaire contre ce virus chez un animal modèle. Ces résultats viennent conforter le potentiel vaccinal, chez l’homme comme chez l’animal, de ces particules développées par les chercheurs de l’INRA.

nanostructure vue de dessus, en jaune, les épitopes insérés. © Inra
Mis à jour le 19/01/2017
Publié le 06/12/2016

Un virus pathogène pour l’homme et l’animal

Le virus respiratoire syncytial (RSV) est l’agent pathogène responsable de la bronchiolite, une maladie des voies respiratoires qui frappe les nourrissons mais aussi les jeunes bovins. Les virus des bronchiolites humaines et bovines sont distincts mais très proches. Il n’existe pas à, l’heure actuelle, de vaccin humain contre le RSV. Chez les animaux, le virus touche jusqu’à 70 % des élevages malgré les campagnes de vaccination. La morbidité et la mortalité (2-3 %, jusqu’à 20 % dans certains élevages) chez les jeunes veaux sont la cause de pertes économiques conséquentes.

Les nanostructures circulaires : une approche originale développée par les chercheurs de l’INRA

Une première génération de nanostructures circulaires a été développée il y a plusieurs années déjà, par les chercheurs du laboratoire VIM (UR0892 VIM Unité de recherche Virologie et Immunologie Moléculaires). Ces nanostructures, d’un diamètre de 18 nm sont constituées de 10 à 11 protéines N, un élément de la nucléocapside du virus RSV. Des travaux précédents (voir article en ligne) ont montré que ces nanostructures stimulent de façon efficace le système immunitaire lors d’administration par voie nasale de vaccins chez la souris. Ces mêmes nanostructures ont été utilisées pour vacciner des veaux, mais elles n’ont permis qu’une protection partielle contre le virus bovin.

Une nouvelle association d’antigènes au sein des nanoparticules …

En intégrant un nouvel antigène au sein des nanostructures - un fragment immunogène ou épitope nommé FsII -  de la protéine F, les chercheurs de VIM ont récemment obtenu une meilleure protection des animaux modèles contre le RSV. Cette protéine, présente à la surface de la particule virale, est un excellent facteur antigénique, pouvant générer une bonne protection immunitaire car reconnue très tôt -dès les premiers stades de l’infection- par l’hôte du virus. L’utilisation des protéines N et FsII doit permettre d’une part, d’obtenir une protection plus large combinant différents effecteurs de la réponse immunitaire (réponse T et anticorps neutralisants), et d’autre part de protéger contre plusieurs souches virales car la protéine N est très fortement conservée y compris entre les RSV humain et bovin.

Les chercheurs ont construit des nanoparticules N – FsII (brevet Inra) présentant une exposition optimale des épitopes FsII. Ces protéines recombinantes préservent la structure tridimensionnelle de FsII, condition sine qua non pour maintenir ses propriétés antigéniques. Les résultats chez la souris ont été extrêmement satisfaisants lors de vaccination intranasale.

… qui ouvre des voies prometteuses pour le développement de vaccins humains et vétérinaires

Dans le cadre d’un partenariat avec la société DBV Technologies soutenu par le projet ANR RSV-Nanoviaskin pour développer des vaccins pour les enfants, les nanostructures N vaccinales ont été testées sur des animaux modèles. Les particules ont été administrées au niveau des couches superficielles de la peau grâce au Viaskin® développé et breveté par DBV. Il consiste à appliquer sur une peau intacte un patch chargé en principes actifs, ici les antigènes vaccinaux. Une fois administrés, ils sont pris en charge directement par les cellules spécifiques du système immunitaire présentes dans la peau.

Des études ont aussi été conduites chez le veau dans le cadre du projet H2020 SAPHIR pour développer un vaccin contre l'infection par le RSV bovin. Les nanostructures N combinées à un autre antigène ont permis d’obtenir une protection efficace dans l’espèce cible. Ces travaux ouvrent la voie au développement de nouveaux vaccins qui pourront être mis en œuvre dans le cadre de projets collaboratifs avec les industriels intéressés.

En savoir plus sur le projet SAPHIR

SAPHIR (Strengthening Animal Production and Health through the Immune Response) est un projet coordonné par l’Inra, sélectionné et financé par la Commission européenne dans le cadre du programme Horizon 2020. Ce projet, lancé en décembre 2015 pour une durée de 4 ans, vise à développer des stratégies vaccinales innovantes contre des agents pathogènes responsables de pertes économiques majeures dans les élevages bovins, porcins et avicoles. Il implique des scientifiques de différentes disciplines (pathologistes, généticiens, microbiologistes, sociologues, économistes, mathématiciens…) en provenance de 11 pays différents (Europe et Chine). Il est doté de 10,7 M€ et 20 partenaires publics et privés y participent.  
http://presse.inra.fr/Ressources/Communiques-de-presse/SAPHIR
Pour en savoir plus : http://www.h2020-saphir.eu/

En savoir plus sur le projet RSV-Nanoviaskin

Le projet RSV-Nanoviaskin (Nouvelle stratégie vaccinale sous-unitaire contre le RSV chez les nourrissons, par voie épicutanée) est un projet sélectionné par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR). Il vise à proposer une preuve de concept pré-clinique d'un vaccin pédiatrique innovant contre le RSV, efficace et sûr, et en mesure de surmonter tous les obstacles rencontrés par les stratégies de vaccination actuelles contre le RSV. Plusieurs innovations sont rassemblées dans ce projet :

  1. un support original, breveté et produit par le partenaire INRA, basé sur des nano-assemblages de la nucléoprotéine virale formant des anneaux (N-rings) sur lesquels sont greffés des épitopes issus de la protéine de fusion virale (eF)
  2. un système original d’administration épicutanée breveté (Viaskin®), dont le principe actif est chargé selon un procédé innovant : l'électrospray, développé par DBV Technologies.

Ce projet de 30 mois (2013-2016) implique l’INRA et la société DBV Technologies. Il est financé à hauteur de 595k€.

Pour en savoir plus

  • Brevet WO/2006/117456 : Préparation De Complexes Solubles Protéine N-Proteine P Tronquée Ou De Protéine N Soluble d'un Virus De La Famille Des Paramyxoviridae Et Leurs Utilisations Vaccinales.
  • Brevet WO/2007/119011: Protéines De Fusion Protéine N d'un Virus De La Famille Des Paramyxoviridae-Protéine d'intérêt.
  • Brevet EP15306746.7 Epicutaneous RSV vaccination.
  • Hervé, P. L., Descamps, D., Deloizy, C., Dhelft, V., Laubreton, D., Bouguyon, E., Boukadiri, A., Dubuquoy, C., Larcher, T., Benhamou, P. H., Eléouët, J. F., Bertho, N., Mondoulet, L., Riffault, S. (2016). Non-invasive epicutaneous vaccine against Respiratory Syncytial Virus: Preclinical proof of concept. J Control Release, 6;243:146-159.
  • Hervé, P. L., Deloizy, C., Descamps, D., Rameix-Welti, M. A., Fix, J., McLellan, J. S., ... & Riffault, S. (2016). RSV N-nanorings fused to palivizumab-targeted neutralizing epitope as a nanoparticle RSV vaccine. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine.
  • Hervé, P. L., Raliou, M., Bourdieu, C., Dubuquoy, C., Petit-Camurdan, A., Bertho, N., ... & Riffault, S. (2014). A novel subnucleocapsid nanoplatform for mucosal vaccination against influenza virus that targets the ectodomain of matrix protein 2. Journal of virology, 88(1), 325-338.