La polyarthrite rhumatoïde (PR) est le rhumatisme inflammatoire le plus fréquent. Cette maladie s’accompagne d’une hyperplasie de la membrane synoviale qui entoure les articulations. La formation du pannus synovial est sous la dépendance de cytokines pro-inflammatoires et pro-angiogéniques. Les immunothérapies anti-TNF utilisées dans le traitement de la PR présentent des inconvénients (perte d’efficacité, risque infectieux), ce qui laisse la place pour le développement d’une stratégie vaccinale anti-TNF. Dans la première partie de mes travaux, nous avons développé des vaccins anti-VEGF afin d’étudier les liens entre angiogenèse et inflammation dans l’arthrite expérimentale au collagène (AEC). Dans la deuxième partie, nous avons développé un vaccin anti-TNF de souris afin d’évaluer les conséquences de la neutralisation du TNF-α par la vaccination dans des modèles infectieux. Le ciblage du VEGF avec un vaccin constitué de VEGF entier ou de peptides du VEGF couplés à la KLH, a permis une protection clinique et histologique dans l’AEC. Dans notre deuxième axe de recherche, nous avons développé un vaccin anti-TNF de souris (TNF-KLH). Ce vaccin est aussi efficace que l’etanercept dans l’AEC, mais n’augmente pas le risque infectieux dans un modèle d’infection à Mycobacterium tuberculosis. Dans le modèle d’infection à Listeria monocytogenes, TNF-KLH n’augmente pas la charge bactérienne et n’induit pas de mortalité, contrairement à l’etanercept. Mes travaux de thèse montrent que la stratégie vaccinale anti-cytokine est efficace dans l’arthrite, et que le ciblage du TNF par une telle stratégie ne semble pas altérer la réponse anti-infectieuse dans nos modèles. / Rheumatoid arthritis (RA) is the most frequent inflammatory rheumatism. This disease is accompanied by hyperplasia of the synovial membrane surrounding the joint. Pannus formation is controlled by pro-inflammatory and pro-angiogenic cytokines. Anti-TNF immunotherapies used in the treatment of RA presents many drawbacks (loss of efficacy, infections), which leaves some place for the development of an anti-TNF immunization strategy. In the first part of my work, we developed an anti-VEGF vaccine to study the links between angiogenesis and inflammation in collagen-induced arthritis (CIA) model. In the second part, we developed a mouse anti-TNF vaccine to assess the consequences of the neutralization of TNF-α by vaccination in infectious models. Inhibition of VEGF with a vaccine consisting of whole VEGF or VEGF peptide coupled to KLH, showed a clinical and histological protection in the CIA model. In the second part of my work, we developed a mouse anti-TNF vaccine (TNF-KLH). This vaccine is as effective as etanercept in CIA, but does not increase the risk of infection in Mycobacterium tuberculosis model. In Listeria monocytogenes model, unlike etanercept, immunization with TNF-KLH does not increase the bacterial burden and mortality. My work contributed to the development of active anti-VEGF vaccine and our results show a partial protection with this strategy. Also, we demonstrate that targeting TNF by active immunotherapy does not alter the immune response in our models of infections.

Le métapneumovirus humain (HMPV) est un virus responsable des infections aiguës des voies respiratoires chez l’enfant ainsi que chez l’adulte. Dans les populations à risque élevée, comme les jeunes enfants, les personnes âgées et les patients immuno-supprimés, le HMPV entraîne une morbidité et une mortalité importante. La pathogenèse de l'infection par le HMPV reste largement inconnue, mais des modèles animaux qui permettent l'étude de cette pathogenèse ont été développés. En effet, le modèle des souris BALB/c a déjà été développé dans le laboratoire du Dr Guy Boivin. Ce modèle murin nous a permis de démontrer que la protéine de fusion (F) contribue à la capacité réplicative du virus, mais qu’elle n’est pas la seule protéine responsable de la virulence de ce virus. De plus, nous avons démontré que le récepteur activé par les protéases (PAR1) contribue de manière significative à la pathogenèse du HMPV. Actuellement, aucun vaccin ou modalité thérapeutique spécifique contre le HMPV sont disponibles. Trois facteurs principaux ont entravé le développement d'un vaccin sûr et efficace contre le HMPV; 1) Le précédent d’une maladie accrue associée à l'utilisation de vaccins inactivées contre la rougeole et le virus respiratoire syncytial (HRSV) et la démonstration d’une maladie accrue suite à une vaccination avec le HMPV inactivé chez les animaux. 2) Le manque de protection à long terme induite par les vaccins contre le HMPV chez les animaux. 3) Notre compréhension limitée des contributions individuelles des protéines virales dans le développement de l'immunité contre le HMPV. En développant un vaccin sous-unitaire comprenant de la protéine F et la protéine de la matrice (M), nous avons démontré que la protéine M contribue de manière significative à la protection chez la souris immunisée. / Human metapneumovirus (HMPV) is an important etiological agent of acute respiratory tract infection in both children and adults. In high-risk populations, such as infants, elderly individuals and immunocompromised patients, HMPV causes significant morbidity and mortality. The pathogenesis of HMPV infection remains largely unknown, but animal models of HMPV infection have been developed that allow for the study of such pathogenesis. Indeed, the BALB/c mouse model of HMPV infection was previously developed in Dr Boivin’s laboratory. Using this murine model, we showed that the HMPV fusion (F) protein contributes to, but is not solely responsible for the replicative capacity and virulence of the virus and we demonstrated that the cellular protease-activated receptor-1 (PAR1) significantly contributes to HMPV pathogenesis. To date, no HMPV-specific vaccines or therapeutic modalities are available. Three major factors have haltered the development of a safe and effective HMPV vaccine; 1) the precedent of vaccine-enhanced disease associated with the use of HRSV and measles vaccines and the demonstration of vaccine-enhanced disease upon inactivated HMPV vaccination in animal models. 2) The lack of long-term protection induced by HMPV vaccines in animals. 3) Our limited understanding of the individual contributions of HMPV proteins to host immunity. By developing a subunit vaccine consisting of the HMPV F and matrix (M) protein, we demonstrate that the HMPV M protein significantly contributes to vaccine-induced protection in mice.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / Introduction : Le programme d'immunisation contre le SARS-CoV-2, était initialement composé de deux doses de vaccins, et priorisait les groupes à risque élevé de complications de l'infection à COVID-19 tel que les patients souffrant de maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC). Avec l'évolution de la campagne et la recherche active dans le domaine, la campagne de vaccination québécoise a ajouté une dose de rappel en cours d'étude. Les vaccins contre le SARS-CoV-2 à vecteur viral tel que le ChAdox nCoV-19 d'AstraZeneca (Vaxzevria) ou à ARN messager tels que le BNT162b2 de Pfizer-BioNTech (Comirnaty) et le mRNA-1273 de Moderna (Spikevax) visent à générer des anticorps dirigés contre la protéine S (Spike) du virus qui est responsable de l'attachement du virus aux cellules humaines. Bien que plusieurs études d'envergure aient démontré l'efficacité de la vaccination contre la COVID-19 pour la population générale, les patients souffrant de maladie chronique comme MPOC y étaient sous-représentés. Ce manque de données était préoccupant puisque les effets indésirables et la protection n'y étaient pas bien décrits chez cette population à risque des complications sévères d'une infection à SARS-CoV-2. Objectifs : Les objectifs de cette étude étaient de décrire la réponse vaccinale chez les patients MPOC au Québec notamment quant à la sécurité (exacerbations, réactions locales et systémiques), l'efficacité (sérologie des anticorps anti-S pour la vaccination) et le portait de la vaccination (vaccin reçu et la réception ou non d'une 3ᵉ dose). Devis : Compte tenu du peu de données sur le phénomène d'intérêt, un devis d'étude descriptive quantitative de type enquête descriptive longitudinale a été utilisé. Méthodologie : L'échantillonnage a été effectuée de manière non-probabiliste intentionnelle au sein des 415 patients de la clinique MPOC de l'IUCPQ. Sur les 415 patients de la clinique, 407 ont acceptés d'être vaccinés, et 327 ont participé au projet de recherche. Sur les 327 patients de l'étude, 191 ont eu des prélèvements sanguins. La collecte de données a débuté à la fin du mois de février 2021 et s'est terminée au mois de juin 2022. La collecte de données a été effectuée à l'aide de questionnaires téléphoniques standardisés avec des questions directes et à l'aide de prises de sang, de sérologies et d'immunodosage des anticorps dirigés contre la protéine S par chimiluminescence par les machines Abbott et Siemens. Les données ont été analysées de manière bivariée et multivariée, et à l'aide de modèles linéaires mixtes. Ces analyses visaient à déterminer l'influence de différentes variables sur l'intensité de la réponse vaccinale. Résultats : Au terme de la collecte de données, la majorité des deux premières doses de vaccins administrées était composée de deux doses de BNT162b2. La majorité des patients de l'étude (283/312; 90,7%) a reçu une 3ᵉ dose. La majorité des 3ᵉ dose administrées était du mRNA-1273. Plus d'effets indésirables ont été rapportés après la 2ᵉ dose de vaccin. Les plus fréquents effets indésirables observés étaient la douleur au site d'injection chez 47,4% des patients après la 1ᵉʳᵉ dose et 64,5% après la 2ᵉ dose, et la fatigue chez 23,7% des patients après la 1ᵉʳᵉ dose et 34,5% après la 2ᵉ dose. Le risque d'exacerbations était augmenté de manière statistiquement significative dans les 2 semaines suivant la vaccination des doses additionnelles, 2ᵉ et 3ᵉ, lorsque comparé à la première dose. Ce risque montait à 0,2480 exacerbation/patient-année dans les deux semaines après la 1ᵉʳᵉ dose, 0,7439 après la 2ᵉ dose et 0,6999 après la 3ᵉ dose. Concernant l'efficacité des deux premières doses seulement, l'âge supérieur à 70 ans et la réception d'une ou deux doses de vaccins non à ARNm prédisaient des niveaux anticorps anti-S inférieurs, et le sexe féminin et l'utilisation de corticostéroïdes inhalés tendaient à avoir des niveaux d'anticorps plus élevés que les hommes et les non-utilisateurs de corticostéroïdes inhalés, respectivement. La quasi-totalité des patients MPOC (99,7%) ont développé une réponse sérologique dépassant le seuil de protection établi par le fabricant du test utilisé pour le dosage des anticorps après 1 an. L'utilisation de corticostéroïdes inhalés et une histoire d'infection à la COVID-19 semblaient augmenter les niveaux d'anticorps observés tandis qu'un âge supérieur à 70 ans et la réception d'au moins un vaccin non à ARNm semblaient diminuer ces changements. Les autres variables indépendantes observées tel que le sexe, la corticodépendance, le score de Charlson, l'IMC, le statut tabagique, le VEMS, la classification GOLD, le score CAT et l'administration ou non d'une 3ᵉ dose de vaccin n'étaient pas associées à une différence statistiquement significative d'anticorps anti-S au suivi à un an. Conclusion : Bien que la majorité des patients MPOC de l'étude a développé des niveaux d'anticorps suffisant au suivi après la 2ᵉ dose de vaccin et au suivi à 1 an, un âge avancé et/ou supérieur à 70 ans, la réception d'au moins un vaccin non à ARNm et la non-utilisation de corticostéroïdes inhalés étaient associés à une moins bonne réponse sérologique selon les deux études. Les effets indésirables les plus fréquents étaient la fatigue et la douleur au site d'injection, et leur fréquence chez les patients MPOC de cette étude semblaient être moindre que chez le reste de la population âgée de plus de 55 ans présentée dans les études de mRNA-1273 et BNT162b2. Le risque d'exacerbations était augmenté de manière statistiquement significative dans les 2 semaines suivant la vaccination des doses de rappel. Le risque d'exacerbation était supérieur dans les deux semaines suivant l'administration de la 2ᵉ dose de vaccin. / Introduction: The Quebec SARS-Cov-2 vaccination campaign, originally consisting of 2 shots of vaccine, prioritized groups at high risk of developing severe SARS-CoV-2 infection such as elderly people or those suffering from chronic diseases as chronic obstructive pulmonary disease (COPD). With multiple studies published and constant new data brought to light, the campaign recommended a third and booster shot of vaccine while this study was on-going. The vaccines target the spike protein (S-protein), responsible of the attachment of the virus to the human cell, by using viral vector-based vaccine such as AstraZeneca's Vaxzevria, and RNA vaccines such as Pfizer-BioNTech's Comirnaty (BNT162b2) and Moderna's Spikevax (mRNA-1273). The vulnerability of patients with COPD to SARS-CoV-19 makes it important to document the effectiveness and the security of the COVID-19 vaccines. However, data regarding the safety and efficacy of COVID-19 vaccination in patients with COPD patients is lacking. Objectives: This study aims to describe the response to COVID-19 vaccination in patients with COPD by assessing its safety profile (exacerbations, local and systemic side effects) and efficacy (serum anti-S antibodies). Methods: Data collection started in February 2021 and ended in June 2022. Patients were recruited from the IUCPQ COPD clinic having 415 patients. Standardized phone interviews were used to collect information about the safety of the vaccines. Immunization status against SARS-CoV-2 was assessed using a commercially available immunoassay (Siemens, Dimension Vista 1500; COV2T assay) that quantifies IgG and IgM against the spike (S) protein. To differentiate between natural and vaccine-related immunity, an immunoassay (Architect i2000; Abbott system; SARS-CoV-2 IgG assay) measuring IgG directed against nucleocapsid (N) protein was conducted. Statistical analysis was done to identify factors predicting lower serologic responses. Results: The most frequent vaccine combination administered consisted in two shots of BNT162b2. Most patients (90.7%) received three shots of COVID-19 vaccine, the third being mostly mRNA-1273. More adverse effects were reported after the second dose of vaccine than after the first one. The most frequent local and systemic adverse effects reported were pain in 47.4% of the patients and fatigue in 23.7% after the first dose. Pain was observed in 64.5% of the patients and fatigue in 34.5% after the second dose. A higher exacerbation risk was observed in the 2-week period following the booster shots, amounting to 0.7439 exacerbation/patient-year after the second dose and 0.6999 after the third dose compared to 0.2480 exacerbation/patient-year during the 2-week period following the first dose vaccination. When looking at the efficacy of the first two shots only, old age (above 70 years old), and having at least one non-mRNA vaccine predicted lower anti-S antibodies levels, while female sex, and inhaled corticosteroids (ICS) use tended to have higher anti-S antibodies level than males and non-ICS users. Most COPD patients reached the manufacturer's proposed anti-S antibodies threshold indicating immunity one year after the first dose administration. An advanced age (patient aged over 70 years-old) and a combination other than two RNA vaccines were associated to a lower antibody response, while ICS use and a positive history infection to COVID-19 predicted a higher response. The remaining independent variables including sex, corticodependence, Charlson score, BMI, smoking status, FEV1, GOLD classification, CAT score and a third dose administration were not statistically associated with the anti-S protein change in this one-year study. Conclusion: Most patients with COPD involved in this study showed adequate anti-S antibodies levels after the second dose of vaccines and one year after the administration of the first dose. However, being older than 70 years, having at least one non-mRNA vaccine and not using ICS were associated to lower serum anti-S antibodies levels. The most frequent side effects reported by patients with COPD after COVID-19 vaccination were fatigue and pain at the injection site. When compared to general population aged over 55 years old who received mRNA vaccines, the frequencies of these adverse effects were lower in COPD patients. Furthermore, the risk of COPD exacerbation was significantly increased during the 2-week period following the booster shots of vaccine, second and third, being highest after the second shot.

Le virus de la fièvre hémorragique de Crimée-Congo (vFHCC), l'agent étiologique causant la fièvre hémorragique de Crimée-Congo (FHCC), est répandu à travers l'Afrique, l'Europe et l'Asie. La FHCC présente un taux de mortalité pouvant atteindre jusqu'à 30% et est considérée comme une infection virale émergente ou ré-émergente de haut niveau de surveillance internationale. Chez l'humain, le virus se transmet par des piqûres de tiques du genre Hyalomma sp infectées ainsi que par contact avec des fluides corporels d'animaux et humains infectés. À l'heure actuelle, il n'existe aucun vaccin approuvé par les principaux organismes de réglementation contre le vFHCC ni son vecteur, la tique. À cet effet, des vaccins à base d'ADN pourraient être utilisés afin d'induire les réponses immunitaires cellulaire et humorale, une technologie qui permettrait la fabrication et le déploiement flexible de vaccins en situation de pandémie. Dans la présente étude, la conception et le développement de nouveaux plasmides d'ADN, appelés plasmides pour l'administration intradermique de vaccins (pIDV, de l'anglais plasmids for intradermal delivery of vaccines) ont été optimisés pour l'expression dans les cellules eucaryotes en incorporant des éléments génétiques réutilisés d'autres plasmides bien caractérisés. Le clonage de l'élément PRE Woodchuck dans un plasmide pIDV-II a amélioré l'expression d'un transgène de protéine fluorescente verte (GFP), comparativement aux plasmides « parents » pVax et pCAGGS, d'où sa sélection pour les tests d'immunisation ultérieurs. Il a été démontré que le plasmide pIDV-II convient à la vaccination animale et qu'il augmente l'antigénicité chez la souris contre des glycoprotéines-cibles du virus Ebola, du VIH et du vFHCC, en comparaison avec le plasmide d'ADN pVax1, une technologie plus standard. Plus précisément, deux gènes précurseurs de glycoprotéines (GPC) des souches Turkey04 et Turkey-Keltit06 du vFHCC, dont la sélection des codons a été optimisée, ont été clonés pour former les plasmides pIDV-II-GPC-Tky-04 et pIDV-II-GPC-Kelkit06. Seule la construction comprenant la séquence GPC Turkey04 a été retenue pour les tests d'immunogénicité en raison de sa capacité à générer des simili-virus ou VLP, de l'anglais virus-like particles, dans un système de minigénome rapporteur. Ce plasmide a permis d'augmenter la réponse immunitaire cellulaire, mesurée par la liaison des IgG sériques aux VLP de vFHCC et la production d'interféron-gamma dans les splénocytes murins stimulés par peptides analogues. La réponse immunitaire chez des moutons injectés avec le plasmide pIDV-II-GPC-Tky04 par voie intradermique avec un appareil à tatouer IONAID (Intradermal Oscillatory Needle-Acquired Device), développé à l'interne, s'est montrée supérieure à la réponse immunitaire induite par électroporation. Cette étude a aussi examiné le potentiel immunogène des différents antigènes de tiques lorsqu'insérés dans pIDV-II. L'ADN codant pour l'antigène HA86 de la glycoprotéine a été sélectionné, car le gène est très similaire au seul vaccin anti-tiques de type Bm86 à avoir été commercialisé. L'antigène de tique 64P et le peptide pP0 ont été sélectionnés pour leur potentiel d'application comme éléments vaccinaux contre d'autres espèces de tiques. Le peptide pP0 a été employé pour fusionner les gènes HA86 et 64P. Des recherches antérieures suggèrent que le peptide immunostimulant 5mer4 encodé dans un fragment d'ADN puisse agir comme un adjuvant simple et efficace pour améliorer la réponse immunitaire chez des souris vaccinées. Ainsi, ce peptide a été retenu pour créer des antigènes de tiques ayant des propriétés adjuvantes encodés dans l'ADN plasmidique. Afin d'évaluer les IgG totaux chez la souris, un plasmide pIDV-II-10HIS a été généré afin d'exprimer et de purifier in vitro des antigènes recombinants de tiques. Néanmoins, seulement les constructions d'ADN basées sur le gène HA86 ont pu induire une réponse humorale chez la souris. Ce travail de thèse a également révélé que la séquence d'ADN du peptide 5mer4 fusionnée aux antigènes de tiques, encodés dans l'ADN, augmentait la liaison des IgG totaux aux antigènes HA86 chez des souris vaccinées. Dans l'ensemble, l'étude présentée ici décrit le développement d'un vaccin à ADN contre le vFHCC, qui pourrait être utilisé à l'avenir en conjonction avec un vaccin à ADN anti-tiques pour stimuler la reconnaissance immunitaire d'antigènes basés sur HA86 ciblant les tiques du genre Hyalomma sp dans un but de prévenir la transmission du vFHCC chez l'humain et les animaux. Cette stratégie s'avère très prometteuse pour la protection contre d'autres vecteurs et pathogènes causant la maladie de Lyme, la Dengue et le Zika. / Crimean-Congo hemorrhagic fever virus (CCHFV), the etiologic agent of Crimean-Congo hemorrhagic fever (CCHF), has a wide presence in Africa, Europe, and Asia. CCHF is associated with a mortality rate of up to 30% and is considered an emergent or re-emergent virus of global concern due to its continuing spread. In humans, the virus is transmitted by infected Hyalomma sp ticks as well as from contact with body fluids from infected animals through transient viremia and nosocomial transmission. Currently, there are no clinical or veterinary vaccines approved by major regulatory agencies against CCHFV or the tick vector. DNA-based vaccine technology can be used to induce cellular and humoral immune responses and allows for manufacturing and flexible deployment of vaccines in pandemic scenarios. In this study, the design and development of novel DNA plasmids for intradermal delivery of vaccines (pIDVs) were first generated and optimized for eukaryotic expression using repurposed genetic elements from well-characterized plasmids. The cloning of a known Woodchuck post-translational regulatory element (PRE) in a pIDV-II plasmid improved transgene expression of a cloned green fluorescent protein similarly compared to a cloned version of the parent plasmids pVax and pCAGGS, and was chosen for subsequent immunization assays. The pIDV-II plasmid was demonstrated to be suitable for animal immunization and improved antigenicity in mice against glycoproteins from EBOV, HIV, and CCHFV targets, which differed in their molecular complexity, compared to the standard pVax1 DNA plasmid technology. Specifically, two codon-optimized glycoprotein precursor (GPC) CCHFV genes from Turkey04 and Turkey-Keltit06 strains, two clinically related isolates, were cloned to create pIDV-II-GPC-Tky-04 and pIDV-II-GPC-Kelkit06 plasmids. Only the construct bearing the GPC sequence Turkey04 was selected for immunogenicity assays due to its capacity to generate CCHF virus-like particles (CCHFV-VLPs) in a Biosafety Level 2 surrogate minigenome reporter system. This plasmid improved the humoral and adaptive cell-mediated immune responses as assessed by serum IgG binding to CCHFV-VLPs and production of interferon-gamma by peptide-stimulated mice splenocytes, respectively. The immune response to pIDV-II-GPC-Tky04 in sheep delivered by intradermal oscillatory needle-acquired injection device (IONAID) tattooing technology made in-house was more robust than the immune response to an electroporation-assisted procedure. This study also examined concealed and exposed tick antigens that were tested as pIDV-II vaccines to potentially control tick infestation in animals. The "concealed" DNA-encoded HA86 antigen truncated glycoprotein was selected since the gene is closely related to the only commercially successful Bm86-like anti-tick vaccine; furthermore, its recombinant form has shown efficacy in decreasing the survival of Hyalomma ticks in vaccinated calves. The exposed 64P tick antigen and pP0 peptide were also selected for this study based on previous research suggesting broader applicability of these factors to tick species other than the original isolate. The pP0 peptide was used to fuse the HA86 and 64P genes. Previous research suggests that the use of the DNA-encoded immune peptide 5mer4 as an effective adjuvant with a simple composition enhances the immune response of vaccinated mice; thus, this peptide was used to create adjuvant DNA-encoded tick immunogens. For proper evaluation of total IgG responses in mice, a pIDV-II-10HIS plasmid was created to transiently express and purify in-vitro recombinant tick antigens. Generally, in this study, after a single immunization, only HA86-based DNA constructs were able induce humoral responses in mice. This thesis work also determined that using the peptide 5mer4 fused to DNA-encoded tick antigens efficiently enhanced total IgG binding to HA86 antigens in groups of vaccinated mice. Overall, the study presented here describes the development of CCHFV DNA-based vaccine, which can be combined with a DNA-based anti-tick vaccine and recombinant proteins for immune detection of HA86-based antigens targeting ticks of the genus Hyalomma sp. to prevent CCHFV spread in animals and humans in the future. This strategy offers great promise for protecting against other pathogens and their vectors, such as Borrelia sp, ticks, and mosquitoes that cause diseases including Lyme disease, Zika, and Dengue.

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.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Informatique : Lyon 2 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine vétérinaire : Toulouse 3 : 2008. / Titre provenant de l'écran titre. Bibliogr. p. 53-64.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Pharmacie : Nantes : 2009. / Bibliogr.

Bien que plus de 40 millions d'individus aient été infectés depuis la description du virus en 1983, aucun vaccin efficace n'a encore été développé contre l'agent étiologique du syndrome d'immunodéficience acquise (SIDA). Les échecs encourus lors des essais cliniques antérieurs résultent, entre autres, de la présence de réservoirs viraux, de la grande diversité du virus de l'immunodéficience de type 1 (VIH-1) et de sa capacité à s'évader de la réponse immunitaire. Mon projet de recherche vise à analyser la capacité d'une nouvelle préparation vaccinale à générer une réponse humorale anti-VIH. Cette stratégie est basée sur l'utilisation de pseudoparticules virales (VLPs, Virus-like particles) du VIH-1 constituées des polyprotéines virales Gag et Pol, de la protéine d'enveloppe virale, la gpl20 et de la protéine d'origine humaine CD40 ligand (CD40L). Le concept de cette nouvelle stratégie vaccinale est fondé sur des études antérieures démontrant l'efficacité de la molécule CD40L, lorsqu'additionnée au virus de l'immunodéficience simienne, à stimuler la production d'anticorps neutralisants et la sécrétion d'interleukine-12 (IL-12) laquelle induit l'activation des cellules dendritiques. L'hypothèse principale de ce projet est que l'incorporation de la molécule CD40L à la surface des VLPs du VIH-1 induit une réponse immunitaire spécifique plus forte contre le virus que les préparations vaccinales utilisant des pseudoparticules virales classiques. Les objectifs sont de produire efficacement des VLPs de VIH-1 ayant incorporées, ou non, le CD40L et d'analyser la capacité de ces différents types de pseudoparticules virales à stimuler les lymphocytes B. Malgré que la théorie sur laquelle est basé le projet supporte l'idée que les VLPs porteuses de CD40L stimulent efficacement la voie humorale de l'immunité en activant les lymphocytes B, les résultats obtenus n'ont pas permis de supporter cette hypothèse. En effet, les VLPs produites par transfection calcium-phosphate en cellules 293T n'ont pas incorporé de façon optimale la molécule CD40L à leur surface vu un assemblage intracellulaire déficient probable et n'ont subséquemment pas permis une stimulation efficace des lymphocytes B.

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.