Thèses (M.Sc.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2000. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Depuis l’identification in vitro du phénomène de tolérance à l’ampicilline chez Haemophilus influenzae (Hi), l’évaluation in vivo de souches Hi tolérantes s’avérait indispensable afin de vérifier leur implication thérapeutique. Cette étude comporte trois sections : 1) étude in vitro de souches d’Hi de type b sensible, résistante et tolérante. Des courbes de croissance et de létalité pour chacune des souches ont été faites. 2) utilisation du modèle expérimental de méningite à Bib chez des bébés-rats avec une durée d’infection de 24 hrs et 3) utilisation de ce même modèle avec une durée d’infection de 8 hrs. Le modèle de méningite à Hib chez les bébés-rats infectés depuis 24 hrs nous a permis de démontrer, in vivo, qu’une souche d’Hib tolérante survit plus longtemps qu’une souche sensible et ce, dans le sang et le LCR. De fait, la persistance de la souche tolérante est intermédiaire entre celle de la souche sensible et celle de la souche résistante. Même si la concentration d’antibiotique dans les deux compartiments (sang et LCR) était suffisante pour être bactéricide contre les souches non-tolérantes, l’ampicilline s’est avéré bactériostatique contre la souche tolérante. Le modèle de méningite d’une durée de 8 hrs donne sensiblement les mêmes résultats. L’implication thérapeutique du phénomène de tolérance à l’ampicilline chez Hib reste à déterminer chez l’humain. L’investigation présente devrait inciter les cliniciens à réévaluer leur traitement des méningites à Hib tolérant. Les céphalosporines de 3ième génération sont déjà utilisées comme premier choix dans le traitement des méningites à Haemophilus influenzae. Cependant les souches Hib peuvent être également tolérantes à ces nouveaux antibiotiques. D’autres études seraient donc nécessaires pour évaluer l’efficacité de ces céphalosporines contre des souches d’Hib tolérantes. / Québec Université Laval, Bibliothèque 2019

Les virus influenza de type A sont des pathogènes respiratoires causant des épidémies saisonnières et des pandémies de manière plus occasionnelles. Au cours d’une saison, 10 à 20 % de la population mondiale est touchée, ce qui constitue un problème majeur de santé publique. Les virus de sous-type A/H3N2 sont associés à une plus forte morbidité et mortalité que les virus de sous-type A/H1N1. La vaccination reste le moyen le plus efficace de contrôler les infections, cependant l’efficacité de ces vaccins est de courte durée et compromise en cas de non-appariemment entre les souches circulantes et vaccinales. La première partie de cette thèse a été consacrée à l’optimisation des vaccins inactivés A/H3N2 en testant de nouveaux adjuvants et de nouvelles voies d’administration chez la souris et le furet. Nous avons démontré que l’adjuvant AS25 semble prometteur pour le développement de vaccins plus efficaces. La seconde partie de cette thèse a été consacrée à suivre l’évolution moléculaire et antigénique des souches A/H3N2 circulantes au Québec entre 2009 et 2011. Notre conclusion est qu’il n’y a pas que le nombre de mutations dans la HA qui est important, en ce sens que la nature et la localisation de ces dernières jouent un rôle clé lors d’une dérive antigénique. Après avoir suivi les souches A/H3N2 sous pression immunitaire, nous avons suivi dans la troisième partie de cette thèse une souche A/H3N2 sous pression d’un nouvel antiviral; le laninamivir. Les antiviraux sont la première ligne de défense en cas de pandémie ou lors d’une épidémie lorsqu’il y a un mésappariemment entre les souches circulante et vaccinale. Notre conclusion est que la réplication de notre mutant est conservé in vitro mais non in vivo. Les différentes expériences effectuées au cours de cette thèse ont permis de suivre l’évolution des souches A/H3N2 et de mettre en œuvre de nouveaux moyens de prévention et de traitement. / Influenza are respiratory pathogens responsible for seasonal epidemics and more occasionnally pandemics. During a season, 10 to 20 % of the global population is infected, which is a major public health problem. A/H3N2 viruses are associated with greater morbidity and mortality than A/H1N1 viruses. Vaccination remains the most effective way to control infections; however the effectiveness of these vaccines is short-lived and compromised in the event of a mismatch between circulating and vaccine strains. The first part of this thesis was devoted to the optimization of inactivated A/H3N2 vaccines by testing new adjuvants and routes of administration in mice and ferrets. It was shown that the adjuvant AS25 looks promising for the development of more effective vaccines. The second part of this thesis was devoted to the characterization of the molecular and antigenic evolution of A/H3N2 strains circulating in Quebec between 2009 and 2011. Our conclusion is that not only the number of mutations in the HA gene is important, but the nature and location of such mutations also play a key role in the antigenic drift. After characterizing the A/H3N2 strains under immune selection, we followed, in the third part of this thesis, an A/H3N2 strain under pressure with a new antiviral, laninamivir. Antivirals are the first line of defense in a pandemic or during an outbreak when there is a mismatch between circulating and vaccine strains. Our conclusion is that the viral fitness of our mutant strain is conserved in vitro but not in vivo. The different experiments done in this thesis have permitted to characterize the evolution of A/H3N2 strains and new ways of preventing or treating such infections.

Au cours des dernières décennies, la technologie des nanoparticules pour la délivrance des vaccins au niveau de muqueuses a reçu un intérêt croissant. L’administration intranasale possède de grands avantages pour la stimulation du système immunitaire, telles que la stimulation d’une immunité protectrice locale et systémique. Cependant des systèmes de délivrance et des adjuvants sont souvent nécessaires pour déclencher efficacement la réponse immunitaire. Nous avons appliqué la technologie des nanoparticules en tant que système de délivrance d'un vaccin universel nasal contre la grippe dans un projet européen FP7 appelé UniVacFlu. Nous avons formulé un antigène adjuvé CTA1-3M2e-DD avec les NPL. Cet antigène est composé de la sous-unité A1 de la toxine du choléra et d’un épitope conservé du virus de la grippe A (M2e), ainsi que du dimère de l’analogue synthétique de la protéine A de Staphylococcus aureus (DD). Les nanoparticules utilisées sont poreuses et constituées de maltodextrines réticulées ayant un coeur lipidique (NPL). L’association de cet antigène avec les NPL est quantitative et la formulation est stable pendant au moins six mois à 4°C. Les NPL permettent également de délivrer d’une manière accrue cet antigène dans les cellules épithéliales des voies respiratoires et les macrophages. Actuellement ces formulations sont évaluées chez la souris par le consortium UniVacFlu.L'un des principaux problèmes des vaccins nasal est la toxicité qui peut être provoquée par le passage nez-cerveau de l'un de ses composants. Le but de ce travail est d'évaluer le potentiel des NPL, en tant que vecteurs pour la délivrance des vaccins nasal. Ainsi, nous avons étudié le chargement d’un antigène dans les NPL et sa délivrance dans les cellules épithéliales des voies respiratoires. Notre étude révèle que les NPL interagissent fortement avec les muqueuses et délivrent d’une manière accrue les antigènes dans les cellules. Nous avons également montré l'absence de transcytose et de passage paracellulaire des NPL ou des antigènes délivrés dans un modèle de barrière épithéliale in vitro. Les résultats in vivo confirment l'absence de passage nez-cerveau des NPL et montrent qu’elles prolongent fortement le temps de résidence nasale des antigènes qui sont ensuite éliminés par le tractus gastro-intestinal.Ces résultats mettent en évidence l'intérêt des NPL comme vecteurs pour la prochaine génération de médicaments et de vaccins. / Nanoparticles technology for mucosal delivery of vaccines received a growing interest in the last decades. Intranasal administration owns great advantages for immune system stimulation, such as local and systemic protection against infectious diseases. However delivery systems and adjuvants are often required to efficiently trigger mucosal and systemic immune responses. In this thesis, nanoparticles (NP) have been evaluated as delivery system for a nasal universal influenza vaccine in a People Program of the European Union Seventh Framework Program FP7 called UniVacFlu. The aim of the UniVacFlu network is to develop a universal influenza vaccine administered through the mucosal route. We used porous maltodextrin nanoparticles with a lipidic core (NPL). We loaded an adjuvanted antigen named CTA1-3M2e-DD in the NPL. CTA1-3M2e-DD is composed of the A1 subunit of the cholera toxin and a conserved epitope of influenza A virus (M2e), while DD, dimer of the synthetic analogue of the Staphyloccous aureus protein A, targets B cells. Interestingly the antigen loading in NPL was quantitative for the antigen: NPL 1:5 mass ratio and the formulation was stable for at least six months at 4°C. We assessed the successful delivery of the antigen by NPL in airway epithelial cells and macrophages. These formulations are currently evaluated by the UniVacFlu consortium in mice.One of the main issues of intranasal vaccines is the toxicity that can be elicited by the nose-brain passage of one of their components. We investigated the loading of antigens in NPL and their delivery in airway mucosa. We observed a high endocytosis of NPL and an increased protein delivery into the cells. On a transwell model of the airway mucosa we assessed the absence of transcytosis and paracellular passage of the NPL. In vivo results confirmed the lack of nose-brain passage of the NPL, as NPL were found not to cross the mucosa. Interestingly, we observed an increased nasal residence time of the protein targeted by NPL. The particles after having delivered their payload are totally eliminated through the gastrointestinal tract, making these nanoparticles good candidates for mucosal delivery system. These results highlight the interest of NPL as vectors for mucosal delivery of drugs.

Les travaux effectués au cours de ce mémoire ont permis de développer une alternative aux vaccins présentement utilisés contre le virus de l’influenza. Nous avons utilisé la nucléoprotéine (NP) de l’influenza comme base vaccinale puisque cette protéine est conservée chez les souches d’influenza A et qu’elle possède un potentiel de protection croisée. Nous avons montré que la multimérisation de la NP grâce à un gabarit d’ARN permet d’augmenter son immunogenicité. Cette multimérisation en pseudo-nucléoparticule virale (NLP) a augmenté la réponse humorale et cellulaire spécifique à NP et l’ajout d’un adjuvant (PAL) a permis d’amplifier davantage la réponse humorale contre NP. Une dose du vaccin candidat NLP-PAL n’a pas réussi à protéger des souris contre une infection létale avec une souche homotypique d’influenza. Cependant, des résultats avec un régime de deux immunisations montrent des résultats encourageants qui permettent d’espérer une protection envers une infection virale. / The emergence of the highly pathogenic H5N1 avian influenza and the pandemic of 2009 have pushed scientists to find novel vaccinations strategies such as directing the immune response towards the internal proteins of the influenza. In this study, we have used recombinant nucleoprotein (rNP) as a vaccine basis since it is well conserved among the influenza A strains and it can confer cross-protection. To enhance the low immunogenicity of the rNP, we multimerized it using synthetic RNA as a scaffold to form Nucleocapsid-like-particles (NLP). The multimerization increased the cellular and humoral immunogenicity of NP and addition of the PAL adjuvant increased it even further. The NLP-PAL candidate vaccine was not able to fully protect mice from a lethal challenge after one immunization. A prime-boost immunization increased the humoral and cellular response but further experiments are needed to see if the prime-boost strategy can protect against a lethal influenza challenge.

La vaccination est l’une des interventions humaines ayant le plus contribué à la diminution de la mortalité reliée aux maladies infectieuses. Les succès enregistrés par les vaccins traditionnels, composés de pathogènes atténués ou inactivés, ont été obtenus principalement grâce à la stimulation d’anticorps neutralisants. Or, ce corrélat de protection immunologique ne convient plus aux nouveaux pathogènes émergeants tels que le virus de l’hépatite C ou le virus de l’immunodéficience humaine, qui requiert également la stimulation d’une réponse de type cellulaire forte. Une solution intéressante à ce problème est l'ajout d'un adjuvant au vaccin, une méthode reconnue pour augmenter l'ampleur et la diversité de la réponse immunitaire contre le vaccin. Cependant, peu d’adjuvants sont reconnus pour leur capacité à générer des réponses cellulaires et aucun n’est disponible en vaccination humaine en Amérique du nord. A cet effet, les pseudo-particules virales (PPVs) du virus de la mosaïque de la papaye (PapMV) ont précédemment démontré un certain potentiel adjuvant au niveau de la réponse cellulaire. L’objectif de ma thèse de doctorat a donc été d’étudier le potentiel adjuvant des PPVs du PapMV sur des vaccins commerciaux, ainsi que sur des cibles protéiques complètes. Dans un premier temps, nous avons évalué l’effet adjuvant des PPVs de PapMV sur le vaccin inactivé utilisé pour lutter contre le virus influenza. Ensuite, nous avons évalué l’effet de cet adjuvant, ainsi que d’une version de haute avidité, sur la nucléoprotéine (NP) du virus influenza, une cible intéressante dans le développement d’un vaccin universel contre cet important pathogène. Finalement, nous avons évalué la possibilité de développer un vaccin candidat contre le virus de l’hépatite C (VHC) basé uniquement en tout ou en partie sur la protéine de coque du VHC, protéine la plus conservée du virus, en combinaison avec notre adjuvant. Globalement, l’adjuvant s’est avéré efficace à augmenter l’immunogénicité de l’ensemble des cibles vaccinales utilisées et a même contribué à augmenter l’effet protecteur généré par le vaccin inactivé et la protéine NP contre le virus de l’influenza. Son utilité pour le développement d’un vaccin protecteur contre l’hépatite C, comprenant uniquement la protéine de coque, reste à déterminer. / Vaccination is one of the human interventions that having the most contributed to the decrease of mortality attributed to infectious diseases. The successes recorded by the traditional vaccines, composed of attenuated or inactivated pathogens, were principally obtained by the induction of neutralizing antibodies. Now, this correlate of immunologic protection is no longer suitable for new emergent pathogens such as the hepatitis C virus or the human immunodeficiency virus that equally require the stimulation of a strong T-cell response. An interesting solution to this problem is the addition of adjuvants to vaccines, a method known to increase the breadth and diversity of the immune response against the vaccine. However, few adjuvants are known for their ability to generate cellular responses and no adjuvant of this type is available for human vaccination in North America. To this end, the virus-like particles (VLP) of Papaya mosaic virus (PapMV) have previously demonstrated potential adjuvant effect towards the cellular responses. The objective of my Ph.D. thesis was to study the adjuvant potential of the PapMV VLPs on commercial vaccines and on complete protein targets. First, we evaluated the effect of PapMV VLPs adjuvant on the inactivated vaccine used to fight the influenza virus. Secondly, we evaluated the adjuvant effect of this adjuvant, and the high avidity version, on the nucleoprotein (NP) of influenza virus, a promising target to develop a universal vaccine against this important pathogen. Finally, we evaluated the possibility of developing a candidate vaccine against the hepatitis C virus (HCV) based in whole or in part on the core protein of HCV, the most conserved protein of the virus, in combination with our adjuvant. Overall, the adjuvant was effective of increasing the immunogenicity of all vaccine targets used and even helped to increase the protective effect generated by the inactivated influenza vaccine and the NP protein. Its usefulness for the development of a protective vaccine against hepatitis C based solely on the core protein, remains to be determined.