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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Virologie et Immunologie Moléculaires

Unité de Virologie et Immunologie Moléculaires

Projet CRDI - Programme Innovations en matière de vaccins pour le bétail

Coordinateur Canada : Denis Archambault; coordinateur France : Christophe Chevalier

N-nanorings-based nanoparticle vaccine
Nanostructures et adjuvants novateurs à des fins vaccinales contre le virus de l’Influenza aviaire

Nanostructures et adjuvants novateurs à des fins vaccinales contre le virus de l’Influenza aviaire

Les stratégies vaccinales classiques  contre le virus influenza A sont vulnérables à l’émergence de souches épidémiques échappant à la couverture vaccinale. De plus, il n’existe pas de stratégie vaccinale appliquée aux oiseaux d’élevages touchés par les virus influenza A (poulets, dindons, cailles, …) et l’émergence d’une épidémie grippale résulte en l’élimination de l’élevage pour éviter toute dissémination du virus.

 L'objectif à long terme de notre recherche est de développer un vaccin de nouvelle génération peu coûteux, facile d’administration et à large spectre pour lutter contre diverses souches du virus de l’influenza aviaire (VIA). Le concept "diverses souches" fait référence à l’utilisation, comme antigènes, d’épitopes "universels" observés dans différentes souches de VIA pour conférer une protection croisée. Dans le présent projet, nous combinerons des technologies de pointe développées dans nos laboratoires faisant appel à la nanotechnologie et des adjuvants novateurs. Le prototype vaccinal sera constitué de protéines recombinantes capables de s’auto-assembler en chimère avec les épitopes (nanorings) qvec ou sans adjuvant, ou encore de nanofilaments à base de protéines de synthèse (NanoA) arborant les mêmes épitopes. Ces approches permettront une production simple de nanoparticules, ne nécessitant pas de confinement particulier, contrairement aux vaccins classiques produits sur œufs embryonnés. Elles seront évaluées en modèles souris et poulet : réponse immunitaire induite chez les deux espèces animales et protection conférée en challenge expérimental chez la souris. Comme impact, nous apporterons, par notre stratégie vaccinale, une protection optimale aux oiseaux d’élevage (et par ricochet aux humains) contre toutes les souches de VIA, et ce à moindre coût, une condition essentielle pour l’industrie aviaire, et plus particulièrement dans les pays moins développés.

 1-     Contexte du projet :

Les stratégies vaccinales classiques utilisées couramment contre le virus influenza A sont vulnérables à l’émergence de souches épidémiques échappant à la couverture vaccinale. Ceci explique pourquoi aujourd’hui la crainte de l’émergence d’une souche hyper virulente d’origine aviaire possédant un potentiel pandémique demeure l’une des principales préoccupations en santé humaine. De plus, il n’existe pas de stratégie vaccinale appliquée aux oiseaux d’élevages touchés par les virus influenza A (poulets, dindons, cailles, pintades…) et l’émergence d’une épidémie grippale résulte en l’euthanasie et l’élimination pure et simple de l’élevage pour éviter toute dissémination du virus.

Le prix à payer est très élevé pour les petits éleveurs qui voient ainsi brutalement disparaître leur moyen de subsistance. De nombreuses descriptions de foyers infectieux d’influenza aviaire (IA) sont décrits dans la littérature impliquant des virus qui sont classés selon leur pouvoir pathogène : faiblement (peu ou pas de symptômes) ou hautement (graves manifestations cliniques et forte mortalité) pathogènes. Le développement de nanoplateformes portant des antigènes (Ags) ou épitopes sélectionnés N-Antigène (Ag) et un adjuvant a pour objectif d’apporter une protection vaccinale optimale aux oiseaux d’élevage (et aux humains par prolongement) contre toutes les souches d’influenza aviaire quelques soient leur origine ou classification, et ce à moindre coût, une condition essentielle pour l’industrie aviaire, et plus particulièrement dans les pays moins développés.

Le concept de "toutes les souches" peut être obtenu en présentant des épitopes "universels" c’est-à-dire suffisamment conservés dans les différentes souches de virus d’influenza aviaire VIA pour conférer une protection croisée. Deux épitopes du VIA seront utilisés dans le développement vaccinal: l’ectodomaine de la protéine de canal ionique viral M2e et le domaine en tige de la protéine majeure de surface virale, l’hémagglutinine HA2. Le caractère de moindre coût est associé à des technologies innovatrices développées dans nos laboratoires à savoir que le prototype vaccinal sera constitué de protéines recombinantes ciblant les épitopes de protéines virales du VIA en chimère avec une protéine adjuvante et produites en système bactérien, ou encore de nanofilaments à base de protéines amyloïdes de synthèse (NanoA). Les deux approches permettront une production simple, en quantité et facilement purifiable des nanoparticules, ne nécessitant pas de confinement particulier, contrairement aux vaccins classiques produits sur oeufs embryonnés, nécessitant donc un confinement et étant limité aux oeufs disponibles.

 2-     Objectifs du projet:

Ce projet fait appel à deux technologies de pointe développées dans nos laboratoires respectifs : les nanorings (Chevalier) et le nouvel adjuvant PX (Archambault). De plus les laboratoires des Dr Archambault et Chevalier (avec le Dr Le Goffic) sont reconnus internationalement pour leur expertise en médecine vétérinaire (Archambault), virologie et immunologie. Nous voulons aussi adapter une technologie prometteuse pour livrer les épitopes d’intérêt et l’adjuvant soit les nanofilaments NanoA mentionnés ci-haut. Cette technologie est maîtrise par le Dr Bourgault, spécialiste reconnu en biochimie des protéines Donc nous joindrons nos expertises qui sont complémentaires/nécessaires à la réalisation du projet proposé.

Nous émettons l’hypothèse que des nanostructures auto-assemblées à base de protéines recombinantes (nanorings) ou de peptides amyloïdes (nanofilaments) contenant les épitopes conservés M2E ou HA du VIA et l’adjuvant PX induiront une réponse immunitaire optimale mucosale capable de protéger contre un challenge expérimental. L'objectif à long terme est de développer un nanovaccin peu coûteux, facile d’administration et à large spectre pour lutter contre diverses souches du VIA. Les objectifs spécifiques pour 24 mois sont : 1) Construction, production et purification des nanorings par des approches de génie génétique et de biochimie; 2) Production et purification des nanofilaments par des approches chimiques et biochimiques ; 3) Validation des nanovaccins dans un modèle mucosal (administration intra-nasale) d’immunisation chez la souris par l'étude de la cinétique de la production des Acs et challenge expérimental; 4) Valider les résultats obtenus chez la souris chez l’hôte naturel (modèle aviaire) par l’étude de la réponse immunitaire induite.

Dans l’optique d’une continuité de projet, des expériences sont prévues pour tester nos procédures vaccinales dans des infections expérimentales avec des souches faiblement ou moyennement pathogènes et des souches H5N1 hautement pathogènes du VIA chez le poulet immunisé, en route vers un vaccin de nouvelle génération, efficace, sûr au niveau biosécurité et à large spectre.