La découverte d'adjuvants de vaccination est en pleine expansion dans un contexte règlementaire de plus en plus strict. L'objectif de ce travail de thèse a été de proposer un adjuvant hautement caractérisé de la famille de la lysophosphatidylcholine (LPC) pour un développement clinique. Il avait été précédemment montré que la LPC d'oeuf de poule présentait des propriétés adjuvantes in vitro et in Vivo. Cependant, il s'agit d'un mélange hétérogène d'espèces moléculaires de LPC peu exploitable en clinique. Nous avons donc cherché à 1/ cribler in vitro 5 différentes espèces moléculaires de LPC ayant des activités adjuvantes, et 2/ évaluer chez la souris l'aptitude des molécules sélectionnées à induire des réponses humorales et cellulaires.Deux candidats, les LPC C16 :0 et C18 :0, induisent in vitro la maturation de cellules dendritiques humaines caractérisée par l'augmentation de l'expression des marqueurs de surface, la production de chimiokines pro-Th1 et l'engagement vers un profil Th1 de lymphocytes T CD4+. Chez la souris, l'injection i. v. des candidats induit une réponse inflammatoire transitoire et modérée au profil Th2 (IL-5, IL-6). De plus, ces espèces induisen une réponse humorale spécifique contre 3 antigènes viraux après injection s. c. ou i. m. (NS3du VHC, HBsAg du VHB et gp120 du VIH), proche de celle obtenue avec l'alun et à des doses faibles supposées non toxiques. Dans ces modèles, en revanche, les LPC individuelles ne semblent pas induire de réponses cellulaires spécifiques.L'ensemble de ces résultats ouvre d'intéressantes perspectives pour l'utilisation des LPC C16 :0 et C18 :0 en tant qu'adjuvants de vaccination de réponses immunitaires humorales.

Ce projet avait pour but la production de protéines recombinantes pour des procédures vaccinales dans un système végétal. Les protéines choisies ont été d'une part, deux protéines virales d'un Arterivirus, le virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (PRRSV), les protéines GP5 et M, et d'autre part une protéine du flagelle, la flagelline ou FljB de Salmonella typhimurium. Le PRRSV est responsable de pertes économiques majeures dans l'industrie porcine mondiale et l'efficacité des vaccins actuels contre ce virus est limitée. La protéine M a été choisie pour sa propriété à former un hétérodimère avec la protéine GP5 qui augmente la réponse immunitaire. La glycoprotéine GP5, quant à elle, possède deux épitopes dans sa région N-terminale dont un joue un rôle majeur puisqu' il est capable de stimuler la production d'anticorps neutralisants nécessaires à la clairance du virus. Enfin FljB, qui est une protéine bien conservée chez les bactéries Gram négatives, a été retenue pour ses propriétés adjuvantes intéressantes de par sa capacité à se lier au récepteur 5 de type toll (TLR5) et à induire des réponses immunitaires systémiques et mucosales. Les hypothèses pour cette étude étaient que la production d'une protéine recombinante M::GP5 intégrant trois mutations (M::GP5mut) à des sites stratégiques de celle-ci induirait une meilleure réponse immunitaire que la protéine GP5 sauvage ; que l'administration par voie orale de plante produisant la protéine M::GP5mut induirait une immunité protectrice contre le PRRSV ; que les propriétés adjuvantes de FljB produite chez Nicotiana benthamiana devraient être comparables à celles de FljB recombinante produite chez E. coli. Pour répondre à ces questions, un système transitoire d'expression chez N. benthamiana a été choisi. Il a l'avantage de pouvoir produire des protéines rapidement et à des niveaux élevés. L'immunogénicité de la protéine M::GP5mut, et les propriétés adjuvantes de la flagelline ont été testées dans un système murin. Dans le cas de la flagelline, l'ovalbumine (OVA) a été choisie comme immunogène. Peu de résultats ont été obtenus dans le cadre du projet des protéines du PRRSV du fait de l'absence de production de celles-ci à un niveau détectable bien que la présence des ARNm ait été confirmée. En revanche, pour FljB, il a été montré que l'administration par voie orale de celle-ci induisait une réponse immunitaire contre l'OVA d'une intensité égale à celle produite par l'administration du mélange OVA avec de la FljB recombinante produite par E. coli et supérieure à celle de l'OVA administrée seule. De plus, FljB recombinante produite dans N. benthamiana a permis d'obtenir une réponse plus précoce qu'avec l'utilisation de FljB recombinante produite chez E. coli. En conclusion, il a pu être montré grâce à FljB que le système de production utilisé était efficace et que FljB est un bon adjuvant qui conserve ses propriétés quand elle est produite chez N. benthamiana. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : PRRSV, FljB, expression transitoire, adjuvant, réponse immunitaire, Nicotiana benthamiana

Background: GISTs are gastrointestinal mesenchymal tumours that express the type III receptor tyrosine kinase KIT. The KIT proto-oncogene encodes the receptor KIT. Most GISTs have gain-of-function mutations in the KIT or PDGFRA gene. The tyrosine kinase is therefore continuously activated leading to ligand-independent dimerization. Imatinib mesylate (Glivec®) is considered to be the first-line palliative treatment. The activated form of the KIT receptor tyrosine kinase is inhibited by imatinib. The aim of the study was to compare the survival of patients treated with either adjuvant or down-staging imatinib with historic controls treated with radical surgery (R0) only. Methods: A historic control group was chosen from a population-based series from western Sweden (population 1.6 million) that matched the adjuvant (n=23) and down-staging (n=7) groups respectively. Mutation analysis was performed in all cases with bidirectional direct sequencing. The recurrence-free survival was calculated. Results: There was only one recurrence (4 %) in the adjuvant group, and no recurrences in the down-staging study group, compared to 32/48 patients (67 %) in the control group. Tumour size decreased in diameter from 20 cm to 11 cm with down-staging treatment. Conclusion: Adjuvant imatinib improves recurrence-free survival in R0 resected patients. Down-staging treatment with imatinib is recommended for patients with large tumours or metastases. The importance of mutation analysis was established.

The biomaterial component of a tissue engineered device has been shown to enhance the immune response to a co-delivered model shed antigen. The purpose of this research was to investigate in vivo the differential level of the immune response toward different forms of the biomaterial. A model shed antigen, ovalbumin (OVA), was incorporated into polymeric biomaterial carriers made of 50:50 poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) in the form of microparticles (MP) or scaffolds (SC). These MP and SC biomaterial carrier vehicles with incorporated antigen were then injected or implanted, respectively, into C57BL6 mice to investigate the differential level of the immune response towards OVA controlled release from PLGA MP and PLGA SC. For each polymeric carrier, the resulting time-dependent systemic humoral immune response towards the incorporated OVA, the OVA-specific IgG concentration and isotypes (IgG2a or IgG1, indicating a predominant Th1 or Th2 response, respectively) were determined using ELISA. To assess the differential level of the immune response depending on the form of PLGA, the total amounts of polymer and OVA delivered were kept constant as well as the release rate of OVA. The in vitro protein release kinetics were studied for both PLGA MPs and PLGA scaffolds to examine the release rate of OVA from the polymeric carriers. The level of the humoral immune response was higher and sustained for OVA released from PLGA SC which were implanted with associated tissue damage, and lower and transient when the same amount of polymer and OVA were delivered from PLGA MP, which were minimally invasively delivered by injection. This immune response was primarily Th2 helper T cell-dependent as exemplified by the predominance of IgG1 isotype, although for the strong adjuvant, Complete Freunds adjuvant (CFA), and PLGA SC carriers the anti-OVA IgG2a isotype levels were also significant, potentially indicating both a Th2 and Th1 response. The PLGA SC and PLGA MP exhibited similar protein release kinetics, releasing similar amounts of OVA at each time point. Each carrier incubated contained the same ratio of OVA to polymer. In vitro protein release kinetics experiments suggest that the rate of release of OVA from PLGA SC and PLGA MP was similar, and therefore the enhanced immune response induced by PLGA SC is most likely due to danger signals from implantation which primed the system for an enhanced immune response and not from a difference in concentration of OVA released from the carriers.

名古屋大学博士学位論文 学位の種類 : 博士(医学)(論文) 学位授与年月日:平成8年3月8日 辻井洋一郎氏の博士論文として提出された

<p>Background: GISTs are gastrointestinal mesenchymal tumours that express the type III receptor tyrosine kinase KIT. The KIT proto-oncogene encodes the receptor KIT. Most GISTs have gain-of-function mutations in the KIT or PDGFRA gene. The tyrosine kinase is therefore continuously activated leading to ligand-independent dimerization. Imatinib mesylate (Glivec®) is considered to be the first-line palliative treatment. The activated form of the KIT receptor tyrosine kinase is inhibited by imatinib. The aim of the study was to compare the survival of patients treated with either adjuvant or down-staging imatinib with historic controls treated with radical surgery (R0) only.</p><p>Methods: A historic control group was chosen from a population-based series from western Sweden (population 1.6 million) that matched the adjuvant (n=23) and down-staging (n=7) groups respectively. Mutation analysis was performed in all cases with bidirectional direct sequencing. The recurrence-free survival was calculated.</p><p>Results: There was only one recurrence (4 %) in the adjuvant group, and no recurrences in the down-staging study group, compared to 32/48 patients (67 %) in the control group. Tumour size decreased in diameter from 20 cm to 11 cm with down-staging treatment.</p><p>Conclusion: Adjuvant imatinib improves recurrence-free survival in R0 resected patients. Down-staging treatment with imatinib is recommended for patients with large tumours or metastases. The importance of mutation analysis was established.</p>

Many vaccines require an adjuvant to induce a strong immune response. Aluminum–containing adjuvants have been approved by the United States Food and Drug Administration for human use for many years. There are two main aluminum-containing adjuvants, aluminum hydroxide and aluminum phosphate. Due to their favorable safety profile, aluminum-containing adjuvants have been widely used in human vaccines for decades. Many currently licensed and commercially available vaccines contain aluminum-containing adjuvants. However, aluminum-containing vaccine adjuvants suffer from two major limiting factors: (1) aluminum-containing adjuvants can only weakly or moderately potentiate antigen-specific antibody responses and are generally considered incapable of inducing cellular immune responses; (2) vaccines that contain aluminum-containing adjuvants require cold-chain refrigeration for storage and distribution, and may not be frozen, because freezing of the vaccine in dispersion causes irreversible coagulation that damages vaccines (e.g., loss in potency and stability). In this dissertation, the first limitation was addressed by reducing the size of the aluminum hydroxide from micrometers (3-10 micrometer) to nanometers of less than 200 nm, and the second limitation mentioned above was addressed by freeze-drying vaccines that contain aluminum salts as adjuvants into a dry powder using thin-film freeze-drying. In addition, using an improved experimental design, the vaccine adjuvant activities of nanoparticles of around 200 nm was compared to that of the nanoparticles of around 700 nm. The smaller 200 nm nanoparticles showed a more potent adjuvant activity than the larger nanoparticles. When dispersed in an aqueous medium, both aluminum hydroxide and aluminum phosphate are physically 1–20 micrometer particulates. There are data showing that particulate vaccine carriers of around 200 nm (or less) may be optimal in potentiating the immunogenicity of vaccines. Based on this finding, aluminum hydroxide nanoparticles of 112 nm were synthesized, and its adjuvant activity was compared to that of the traditional aluminum hydroxide adjuvant, which have particulates of 3-20 micrometer. Using ovalbumin and Bacillus anthracis protective antigen protein as model antigens, it was found that protein antigens adsorbed on the aluminum hydroxide nanoparticles induced stronger antigen-specific antibody responses than the same protein antigens adsorbed on the traditional aluminum hydroxide microparticles of around 9.3 µm. Importantly, the inflammation reactions induced by aluminum hydroxide nanoparticles in the injection sites were milder than that induced by microparticles. Simply reducing the particle size of the traditional aluminum hydroxide adjuvant in suspension from micrometers into nanometers represents a novel and effective approach to improve its potency. The second limitation was addressed by converting vaccines that contain an aluminum salt as an adjuvant from an aqueous dispersion into a dried powder using thin-film freeze-drying. There is evidence that aluminum-containing vaccines can be lyophilized to dry powders using high speed freezing methods. Thin-film freezing is a high speed freezing method with a freezing rate between 100 to 10,000 K/s, but the feasibility of using thin-film freeze-drying to freeze-dry vaccines that contain aluminum salts as adjuvants has not been tested before. In this dissertation, Using ovalbumin as a model protein antigen and aluminum hydroxide or aluminum phosphate as an adjuvant, it was confirmed that vaccines that are adjuvanted with aluminum hydroxide or aluminum phosphate can be freeze-dried with as low as 2% (w/v) of trehalose as a cryoprotectant by thin-film freeze-drying without causing vaccine aggregation while preserving the immunogenicity of the vaccine. Finally, the feasibility of using the thin-film freeze-drying method to freeze-drying vaccines that contain aluminum salts as adjuvants was further confirmed by drying a commercial aluminum salt-adjuvanted tetanus toxoid vaccine. Vaccines that contain aluminum salts as adjuvants may be converted to a dry powder using the thin-film freeze-drying method to avoid loss of potency due exposure to freezing conditions during transport and storage. / text

À ce jour, on estime que 60% des cancers , tous types confondus, formeront des métastases qui vont se loger dans les os. Bien que des avancées majeures aient été réalisées dans la détection et le traitement du cancer, dans le cas du cancer des os les soins ne sont habituellement que palliatifs et la douleur toujours grandissante. Parmi les douleurs cancéreuses, celle causée par le cancer des os est la plus commune mais aussi la plus difficile à traiter. À ce jour, les antalgiques de la famille des alcaloïdes (i.e. la morphine et ses dérivés) demeurent la meilleure thérapie pour combattre la douleur due au cancer des os, et ce même si leur utilisation prolongée entraîne des épisodes de tolérance analgésique. Cependant, dans le cas d'un cancer avancé la dose de narcotiques requise pour lutter adéquatement contre la douleur intense est généralement limitée par l'apparition d'effets indésirables qui, s'ils ne sont pas contrôlés adéquatement, poussent plusieurs patients à abandonner leurs traitements. La majorité des analgésiques opioïdergiques utilisés en clinique ont pour cible le récepteur opioïde mu, MOPR. Ce récepteur est aussi responsable de la majorité des effets indésirables associés à la prise de narcotiques. Plusieurs données importantes recueillies au cours des dernières années indiquent que l'activation du récepteur opioïde delta, DOPR, ne semble pas entraîner les effets secondaires qu'on associe habituellement aux narcotiques. Nous pensons ainsi que DOPR , pourrait être une cible thérapeutique intéressante pour réduire la douleur due au cancer, plus particulièrement celle due au cancer des os. Ce projet a donc pour but de déterminer si les agonistes sélectifs du récepteur DOPR peuvent représenter une avenue intéressante pour le traitement de la douleur cancéreuse dans un modèle animal de douleur cancéreuse. La douleur provoquée par le cancer des os a été induite chez le rat Sprague-Dawley par l'injection de cellules cancéreuses originaires d'une tumeur mammaire de rat (MRMT-1) dans la cavité médullaire du fémur. Quartorze jours après l'implantation des cellules cancéreuses dans le fémur, l'administration intrathécale de l'agoniste delta, deltorphine II, a renversé significativement l'allodynie. De plus, nous avons démontré que la deltorphine II soulageait la douleur inflammatoire et cancéreuse de façon comparable. Dans cette étude, nous avons confirmé les effets analgésiques d'un agoniste sélectif des récepteurs opioïdes delta, delorphine II, administré par la voie intrathécale. Les résultats de cette étude montrent, pour la première fois, l'effet analgésique spinale de la deltorphine II dans un modèle de douleur osseuse chez le rat.

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Background: Advancement in diagnosis and treatment of various cancer entities led to an increasing incidence of brain metastases in the last decades. Surgical excision of single and multiple brain metastases is one of the central treatment options beside radiotherapy, radiosurgery and chemotherapy. To evaluate the benefit of surgery with/without whole-brain radiation therapy (WBRT) in single brain metastases and the influence of image guidance for brain metastases resection, 104 patients were retrospectively evaluated for post-operative outcome. Patients and Methods: Between January 1994 and December 1999 150 patients were surgically treated for brain metastases at the Department of Neurosurgery at the Technical University of Dresden. Outcome could be evaluated in 104 patients with respect to special treatment strategies and survival time (69 patients with single and 35 patients with multiple lesions). Results: Most metastases originated from primary lung and breast tumours. Karnofsky performance score improved on average by 10 after surgery. The extent of the extracerebral tumour burden was the main influence on survival time. Patients’ age below 70 years was combined with prolonged survival time (median survival time, MST: 4.5 months vs. 7 months). Patients with solitary cerebral metastasis had a MST of 16 months, whereas patients with singular lesions had a MST of 7 and 4 months, depending on the extent of the extracerebral tumour growth. Additional post-operative WBRT with 30 Gy was combined with an increase in MST in patients with single brain metastasis (surgery + WBRT: MST 13 months; surgery only: MST 8 months). In addition, the rate of recurrent cerebral tumour growth was distinctly higher in the non-WBRT group. Neuronavigation did not significantly improve post-operative survival time. In 80% of patients extracerebral tumour growth limited patients’ survival. Conclusion: Surgery is an initial treatment option in patients with single and multiple brain metastases especially with large tumours (> 3 cm). Post-operative WBRT seems to prolong survival time in patients with single brain metastasis by decreasing local and distant tumour recurrence. Neuronavigational devices permit a targeted approach. Multiple processes can be extirpated in one session without prolonging the hospitalisation time for the patient. However, neuronavigational devices cannot assure complete tumour resection. / Hintergrund: Fortschritte in der Diagnostik und Therapie von Krebserkrankungen haben in den letzten Jahrzehnten zu einer steigenden Inzidenz von Hirnmetastasen geführt. Die chirurgische Entfernung singulärer und multipler Hirnmetastasen stellt neben Strahlentherapie, Radiochirurgie und Chemotherapie eine zentrale Therapieoption dar. Um die Wertigkeit der chirurgischen Behandlung von singulären Hirnmetastasen mit/ohne Ganzhirnbestrahlung (WBRT) und den Einfluss der Neuronavigation zu untersuchen, wurden 104 Patienten retrospektiv bezüglich ihres postoperativen «Outcomes» untersucht. Patienten und Methoden: Zwischen Januar 1994 und Dezember 1999 wurden 150 Patienten mit Hirnmetastasen in der Klinik für Neurochirurgie der Technischen Universität Dresden operiert. Das «Outcome » von 104 Patienten konnte bezüglich der verschiedenen Behandlungsstrategien und Überlebenszeit ausgewertet werden (69 Patienten mit singulären und 35 Patienten mit multiplen Läsionen). Ergebnisse: Die meisten Metastasen stammen von Lungen- und Mammakarzinomen. Nach operativer Behandlung verbesserte sich der Karnofsky-Index um durchschnittlich 10. Das Ausmaß der extrazerebralen Tumormasse stellte die Haupteinflussgröße für die Überlebenszeit dar. Ein Lebensalter unter 70 Jahren war mit einer verlängerten Überlebenszeit verbunden (mittlere Überlebenszeit, MÜZ: 4,5 Monate vs. 7 Monate). Patienten mit solitären Metastasen hatten eine MÜZ von 16 Monaten, während Patienten mit singulären Läsionen, abhängig vom Ausmaß des extrazerebralen Tumorwachstums, eine MÜZ von 7 bzw. 4 Monaten aufweisen. Eine zusätzliche postoperative WBRT mit 30 Gy zeigte eine Verbesserung der MÜZ bei Patienten mit singulären Hirnmetastasen (OP + WBRT: MÜZ 13 Monate; OP allein: MÜZ 8 Monate). Gleichzeitig war die Rate der zerebralen Tumorrezidive in der Nicht-WBRT Gruppe deutlich höher. Die postoperative Überlebenszeit wurde durch Verwendung der Neuronavigation nicht signifikant verbessert. In 80% der Patienten limitierte das extrazerebrale Tumorwachstum die Überlebenszeit. Fazit: Bei Patienten mit singulären und multiplen Metastasen stellt die initiale chirurgische Tumorentfernung eine Therapiealternative insbesondere bei großen Tumoren (> 3 cm) dar. Eine postoperative WBRT scheint die ÜLZ der Patienten mit singulären Hirnmetastasen durch Begrenzung des Auftretens von Rezidivtumoren zu verlängern. Die Neuronavigation erlaubt eine gezielte Zugangsplanung. Multiple Prozesse können einzeitig operiert werden, ohne dass die postoperative stationäre Verweildauer verlängert wird. Hingegen wird eine radikale Tumorentfernung durch Verwendung der Neuronavigation nicht gewährleistet. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.