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Développement de vaccins Ebola prophylactiques et thérapeutiques basés sur le ciblage des cellules dendritiques – EBOVAC

Développement de vaccins DC contre l’infection par Ebola

L'épidémie récente d'Ebola a constitué une préoccupation majeure de Santé publique. Il apparaît urgent de développer des vaccins efficaces. Nous proposons de développer des anticorps vaccinaux qui ciblent un antigène d’Ebola vers les cellules dendritiques (DC). Nous avons émis l'hypothèse que nos vaccins DC peuvent induire des réponses immunitaires protectrices, et que le transfert passif d'anticorps sériques issus de sujets vaccinés favorise la guérison de patients infectés.

Établir des approches vaccinales thérapeutiques et prophylactiques contre l’infection Ebola, en décrivant les réponses immunitaires induites chez le Singe et en évaluant la protection conférée.

Il n'y a pas de vaccin autorisé disponible contre l’infection Ebola, et toutes les options de traitement ne fonctionnent que si elles sont administrées en quelques minutes ou au plus quelques heures après l'infection. Le programme EBOVAC établira l'immunogénicité du candidat vaccin ciblant les DC, en décrivant les réponses cellulaires et humorales spécifiques du virus Ebola induites après la vaccination, et en évaluant la protection conférée contre la maldie dans le modèle des primates non humains (PNH). Le projet se déroule comme suit: 1) produire des anticorps monoclonaux (mAbs) anti-CD40 fusionnés à la protéine d'enveloppe d’Ebola (GP). 2) Validation de l'immunogénicité du candidat vaccin chez le Singe. Les PNH restent le modèle le plus utile et le plus raisonnable de l’infection Ebola. 3) Bénéfice conféré par le vaccin dans des approches thérapeutiques. Le favipiravir est un traitement antiviral limitant la mortalité par Ebola. Nous testerons si la stimulation des réponses immunitaires spécifiques d'Ebola par notre vaccin contribue une meilleure survie des animaux infectés et traités par le favipiravir. Certains agents, en particulier le sérum (ou des immunoglobulines – Ig- purifiées) d'individus immunisés ou exposés au virus, peuvent conduire à une protection contre un agent pathogène. Les Ig spécifiques de la GP d’Ebola présents dans les sérums d'animaux vaccinés sont potentiellement protecteurs contre l’infection. Nous testerons l'efficacité du transfert passif de ces Ig chez des animaux infectés. 4) Démontrer la capacité de notre vaccin DC à induire des réponses immunitaires contre le virus Ebola chez l'Homme. Nous allons décrypter la signature cellulaire et moléculaire des réponses aux vaccins DC, en stimulant in vitro des cellules sanguines collectées chez des survivants à la récente épidémie en Guinée. L'objectif global est donc de démontrer l'efficacité de nouvelles approches vaccinales contre l’infection Ebola.

Pour 1ère tâche, nous avons préparé des lots de vaccins DC / Ebola (Fig-1). Les anticorps de fusion ont été produits dans des lignées cellulaires CHO-S et purifiés par FPLC. Nous avons procédé à des contrôles de qualité de nos lots de vaccins. Nous effectuons une étude d'immunogénicité pilote dans la tâche 2A (Fig-2A). 15 macaques ont été répartis en 4 groupes. Les animaux grp-1 ont été « primés » par 2 inoculations de MVA / Ebola GP recombinant. Les animaux Grp1 et 2 ont reçu 2 injections d’anti-CD40.GP, alors que les animaux Grp3 ont été immunisés avec le contrôle isotypique. Nous comparerons la robustesse des réponses induites entre les groupes et à différents moments. Les animaux seront transférés au P4 pour infection. La tâche-2B est une chimiothérapie associée à notre vaccin (Fig-2B). Nous avons testé si le boost immunitaire donné par notre vaccin aide à une meilleure survie des animaux infectés et traités par le favipiravir. Deux groupes de 6 macaques ont reçu une injection unique d’anti-CD40.GP, 2 jours avant l'infection. Les animaux Grp-1 ont été traités par le favipiravir. Pour chaque infection, des examens physiques et hématologiques ont été accomplis jusqu'au jour 21. Des analyses biochimiques, virologiques et immunologiques sont actuellement effectuées. L'immunisation passive sera testée dans la tâche 2C (années 2-3). Nous établirons à partir des résultats de la Tâche-2A la meilleure approche de vaccination pour induire des réponses IgG spécifiques de la GP d’Ebola. Les sérums provenant d'animaux vaccinés et normaux seront recueillis, purifiés et administrés à des animaux infectés. La Tâche-3 vise à évaluer les réponses au vaccin chez l'Homme. Nous testerons in vitro l'expansion par nos vaccins des cellules T spécifiques d'Ebola chez 20 individus qui ont survécu à l’épidémie d'Ebola. Des protocoles d’immunologie (ELISA, ICS, Luminex) et de transcriptomique adaptés au P4 ont été établis.

Nous avons produit 4 à 15 mg d’anticorps anti-CD40 ou d’IgG4 contrôles associés à la GP d’Ebola de type Zaïre ou Soudan. Les anticorps ont montré des profils SDS-PAGE attendus. Les niveaux d'endotoxine ont été contrôlés. Le ciblage spécifique des DC a été confirmé par cytométrie en flux. Nous avons ainsi démontré la qualité de nos lots vaccinaux. L'étude pilote sur la vaccination est en cours. Des tests ELISpot IFN-g ont été effectués ex vivo à la semaine 2 ou 6 après chaque injection. D'autres tests immunologiques (titres en IgG du sérum, séroneutralisation du virus Ebola, expression de cytokines intracellulaires) seront réalisés. Les réponses spécifiques induites par le MVA apparaissent masquées par du bruit de fonds. Des réponses IFN-g ont été cependant détectées après le premier boost par les aCD40/GP. Les animaux immunisés uniquement par les aCD40/GP ont également montré des réponses IFN-g, sans différence significative avec le groupe IgG4/GP. Les réponses après la deuxième injection aCD40/GP sont en attente. Tous les résultats seront compilés au premier trimestre de 2018 et la meilleure approche de vaccination sera discutée. L'approche thérapeutique combinant notre vaccin avec un traitement antiviral (favipiravir) a été réalisée chez les PNH. Alors que la survie des animaux n’a pas été modifiée lorsque le vaccin est administré seul, le décès des animaux vaccinés et traités par le Favipiravir a été retardé. La survie semblait retardée par rapport aux animaux traités par le favipiravir seul. D'autres analyses immunologiques et virologiques sont en cours. Les résultats seront compilés au quatrième trimestre de 2017. Des tests préliminaires ont été effectués pour l'étude d’immunisation passive. Nous avons purifié des IgG d’un sérum normal de PNH avec d'excellents rendements. Nous avons ainsi validé les méthodes de préparation d'IvIg. Le partneraire-1 a contribué à la création d'un laboratoire en Guinée. Les PBMC et le sérum de 36 patients ont ainsi été collectés.

Les anticorps bivalents anti-CD40/GP Ebola ont été produits et nos lots vaccinaux montrent une qualité biochimique et immunologique. La production d’anticorps recombinants associés aux glycoprotéines peut être une approche complexe. Nous avons amélioré nos techniques et obtenu suffisamment de vaccins pour ce programme. Au-delà du développement d’un vaccin Ebola, nous avons démontré que notre plate-forme vaccin DC est pleinement opérationnelle. Des vaccins DC ciblant d'autres filovirus ou virus responsables de maladies infectieuses émergentes (Ex. Nipah) peuvent être développés. Les résultats préliminaires de l’étude pilote de vaccination montrent que nos vaccins sont immunogènes, tout au moins en termes de réponses IFN-g. Le priming des animaux avec du MVA augmente les réponses induites par nos vaccins DC. Les réponses semblent aussi fortes que celles observées avec les vaccins DC / VIH, en utilisant les mêmes régimes. Nous analysons actuellement la réponse anticorps chez les animaux vaccinés. Nous avons montré que la combinaison du vaccin DC avec le favipiravir augmente la survie des PNH infectés par Ebola. Nous analysons les paramètres virologiques et immunologiques et recherchons une différence significative avec les animaux qui ont été traités avec du favipiravir seul. L’administration optimale de médicaments antiviraux et de vaccins peut être utilisée comme une approche thérapeutique efficace contre Ebola. Nous proposons ensuite de tester la capacité du sérum d'animaux vaccinés pour guérir des animaux infectés. Nous établirons l'approche de vaccination la plus performante pour induire des réponses IgG robustes, présentant des propriétés de neutralisation et / ou antivirales. Enfin, nous testerons l'expansion des cellules T spécifiques d'Ebola chez des individus qui ont survécu à l'épidémie d'Ebola de 2014. Les PBMC et le sérum de 36 individus qui ont survécu à une épidémie d'Ebola ont été collectés.

Le programme EBOVAC a été présenté lors de deux conférences : Symposium sur les maladies infectieuses pour les thérapies innovantes (Paris, 2016) et la 3ème réunion annuelle Santé (Paris, 2016). Les partenaires ont interagi et ont partagé des données avec d'autres programmes et comités scientifiques : i) La cohorte Inserm PostEbogui, ii) European REACTION! Programme, iii) Le consortium IMI2 EBOVAC2 et iv) Le consortium REACTING Inserm. Les partenaires ont contribué à la qualité de Masters en Vaccinologie and Immunologie (UPEC, UPMC) en donnant des conférences sur le processus de développement de vaccins, mais aussi sur les problèmes sociaux de vaccination. Quatre programmes de recherche ont été développés en collaboration avec des groupes français et internationaux. Nous discutons actuellement de l'opportunité de publier un brevet sur les approches vaccin DC contre l’infection Ebola.

L’épidémie Ebola de 2014 est une préoccupation majeure pour la sécurité sanitaire mondiale. Il est urgent de développer des vaccins pré/post-exposition efficaces. Nous proposons de concevoir des vaccins anticorps recombinants ciblant un antigène (Ag) d’Ebola dans les cellules dendritiques (DC), dans le but de favoriser l'activation des réponses immunes Ag-spécifiques. Sur la base de notre expertise, nous émettons l'hypothèse que i) les candidats vaccins induiront des réponses B et T spécifiques du virus et confèreront une immunité contre l'infection; ii) le transfert des anticorps de sérum de sujets vaccinés à des patients infectés favorisera leur guérison.

L’utilisation de la glycoprotéine (GP) d’Ebola comme Ag vaccinal est une approche efficace pour induire des réponses cellulaires chez l’Homme et des réponses protectrices contre l’infection chez le Singe. Nous construirons par génie moléculaire des anticorps monoclonaux ciblant des récepteurs exprimés à la surface des DCs (CD40), et fusionnés avec la GP des souches Ebola Zaïre et Soudan. Ces anticorps bivalents seront produits dans des lignées cellulaires, et purifiés par FPLC. La qualité des lots vaccinaux sera contrôlée. Nous étudierons les réponses humorales et cellulaires induites par des anticorps vaccinaux chez le Singe et la capacité des animaux vaccinés à contrôler l’infection. Les anticorps seront soit injectés seuls, soit en immunisation hétérologue (« stratégie prime/boost ») en utilisant un vecteur poxvirus atténué (MVA) recombiné avec la GP d’Ebola. L’analyse des réponses immunes induites et de la protection conférée permettra de valider l’immunogénicité du vaccin candidat. La capacité du vaccin à stimuler des réponses immunes protectrices chez les animaux sera testée en thérapeutique. L’utilisation d’un antiviral, le favipiravir, chez les patients infectés a montré des résultats encourageants pour augmenter leur survie. Nous testerons le bénéfice d’une vaccination post-infection chez des animaux traités au favipiravir. Les doses et moments d’injection du favipiravir seront établis selon les résultats du programme européen « REACTION ! ». Alternativement, les sérums d’animaux immunisés par ce vaccin seront collectés et les immunoglobulines purifiées seront injectées à des animaux infectés pour les protéger. Enfin, nous démontrerons que notre vaccin induit des réponses immunes spécifiques d’Ebola chez l’Homme. Des échantillons de sang et de plasma de personnes ayant survécu à l’épidémie de 2014 sont actuellement collectés (cohorte PostEbogui). Les cellules sanguines seront stimulées in vitro par les préparations vaccinales et les réponses cellulaires spécifiques de la GP d’Ebola seront analysées, soit par marquage phénotypique et fonctionnel des cellules, soit par une analyse transcriptomique des gènes induits.

Dans son ensemble, les résultats d’EBOVAC permettront d’évaluer la capacité de nos vaccins à induire des réponses immunes spécifiques du virus Ebola. Le projet EBOVAC démontrera que l’utilisation de sérums hyperimmunisés issus de volontaires sains vaccinés sera une alternative prometteuse et sans risque pour répondre rapidement à une future épidémie. La mise en œuvre de ce projet est rendue possible par le partenariat entre trois équipes ayant des compétences complémentaires et une expertise reconnue dans leur domaine. L’équipe 16 Inserm U955 Labex VRI (Vaccine Research Institute, direction scientifique Yves Levy) est propriétaire de brevets sur les méthodes et les outils pour développer des vaccins ciblant les DCs. Le VRI développe un réseau industriel et scientifique international pour implanter des essais cliniques innovants. Le laboratoire P4 Inserm US003 (direction Hervé Raoul) a développé une expertise dans la manipulation de microorganismes hautement pathogènes chez le Singe. L’infrastructure IDMIT (direction Roger Le Grand) possède un équipement de pointe (Equipex FlowCytech) pour le suivi de protocoles d’essais vaccinaux chez le Singe.

Coordinateur du projet

Monsieur Sylvain CARDINAUD (INSERM - Institut mondor de recherche biomedicale, U955, Eq16 Labex VRI)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

INSERM - U955 INSERM - Institut mondor de recherche biomedicale, U955, Eq16 Labex VRI
Inserm - US003 Laboratoire P4 INSERM Jean Mérieux
IDMIT Center for immunology of viral infections and autoimmune diseases, IDMIT Infrastructure, CEA –iMETI/Division of Immuno-Virology, Université Paris Sud, Inserm U 1184

Aide de l'ANR 650 547 euros
Début et durée du projet scientifique : janvier 2016 - 36 Mois

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