ETUDE DE LA REPONSE IMMUNITAIRE INDUITE CHEZ L'HOMME PAR UN VACCIN LIPOPEPTIDIQUE ANTI-VIH-1 : CARACTERISATION DES EPITOPES T CD8+ ET T CD4+

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Niveau: Supérieur, Master, Bac+5
MINISTERE DE LA JEUNESSE, DE L'EDUCATION NATIONALE ET DE LA RECHERCHE ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ETUDES Sciences de la Vie et de la Terre MEMOIRE Présenté Par Mathieu SURENAUD Pour l'obtention du diplôme de l'Ecole Pratique des Hautes Etudes ETUDE DE LA REPONSE IMMUNITAIRE INDUITE CHEZ L'HOMME PAR UN VACCIN LIPOPEPTIDIQUE ANTI-VIH-1 : CARACTERISATION DES EPITOPES T CD8+ ET T CD4+ Soutenu le 14 Janvier 2004 devant le jury suivant : Pr GLUCKMAN Jean-Claude - Président Dr CANQUE Bruno - Rapporteur Dr GAHERY-SEGARD Hanne - Examinateur Dr GOUGEON Marie-Lyse - Examinateur Dr BOURGAULT-VILLADA Isabelle - Examinateur Laboratoire d'Immunologie Cellulaire E.P.H.E. (Sciences de la Vie et de la Terre) Hôpital Saint Louis - Directeur : Pr. Jean-Claude GLUCKMAN 1 avenue Claude Vellefaux, 75010 PARIS - Laboratoire d'étude des mécanismes de la réponse immunitaire Département d'Immunologie Institut Cochin - Directeur du département : Dr. Jean Gérard GUILLET 27, rue du Faubourg St-Jacques, 75014 PARIS - ETUDE DE LA REPONSE IMMUNITAIRE INDUITE CHEZ L'HOMME PAR UN VACCIN LIPOPEPTIDIQUE ANTI-VIH-1 : CARACTERISATION DES EPITOPES T CD8+ ET T CD4+ EPHE Banque de Monographies SVT 1

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Publié le 01 janvier 2004
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MINISTERE DE LA JEUNESSE, DE L’EDUCATION NATIONALE ET DE LA RECHERCHE    
ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ETUDES Sciences de la Vie et de la Terre
MEMOIRE Présenté Par Mathieu SURENAUD
 Pour l’obtention du diplôme de l’Ecole Pratique des Hautes Etudes  ETUDE DE LA REPONSE IMMUNITAIRE INDUITE CHEZ L’HOMME PAR UN VACCIN LIPOPEPTIDIQUE ANTI-VIH-1 : CARACTERISATION DES EPITOPES T CD8+ET T CD4+  Soutenu le 14 Janvier 2004 devant le jury suivant :  
Pr GLUCKMAN Jean-Claude - Président  Dr CANQUE Bruno - Rapporteur Dr GAHERY-SEGARD Hanne - Examinateur Dr GOUGEON Marie-Lyse - Examinateur Dr BOURGAULT-VILLADA Isabelle - Examinateur
  Laboratoire d'Immunologie Cellulaire E.P.H.E. (Sciences de la Vie et de la Terre) Hôpital Saint Louis - Directeur : Pr. Jean-Claude GLUCKMAN 1 avenue Claude Vellefaux, 75010 PARIS - bruno.canque@chu-stlouis.fr  Laboratoire d’étude des mécanismes de la réponse immunitaire Département d’Immunologie Institut Cochin - Directeur du département : Dr. Jean Gérard GUILLET 27, rue du Faubourg St-Jacques, 75014 PARIS - gahery@cochin.inserm.fr ETUDE DE LA REPONSE IMMUNITAIRE INDUITE CHEZ L’HOMME PAR UN VACCIN LIPOPEPTIDIQUE ANTI-VIH-1 : CARACTERISATION DES EPITOPES T CD8+ET T CD4+  
Mathieu SURENAUD
Résumé
   Inscrite dans le cadre de la recherche vaccinale contre le VIH, notre équipe a mis en place une stratégie de vaccination lipopeptidique chez l’homme. Un vaccin lipopeptidique a été testé chez 28 volontaires sains lors d’un essai clinique de phase I : l’essai ANRS Vac 04. Cet essai ayant pour but d’évaluer la tolérance mais aussi l’immunogénicité des lipopeptides injectés seuls ou avec un adjuvant (QS21) en tant que candidats vaccin contre le VIH-1 chez l’homme. Des publications précédentes ont déjà permis de montrer que le vaccin était bien toléré et induisait une réponse immunitaire B et T multi-épitopique dès les premières injections (Gahéry-Segard et al, 2000 ; Pialoux et al, 2001). Nous avons alors testé l’effet de la quatrième injection et analysé les réponses immunitaires obtenues et celles conservées à long terme, 1 an après cette dernière injection. Un mois après la quatrième immunisation, 93%, 92%, et 86% des volontaires possédaient respectivement une réponse anticorps, et des réponses cellulaires T CD4+ T CD8 et+ du VIH. En outre, plus de 50% des volontaires spécifiques répondeurs présentaient une réponse multispécifique. Un an après la dernière injection, une réponse à long terme a été observée chez plus de 50% des individus. De plus, un effet positif de l’adjuvant QS21 a été observé en ce qui concerne les réponses lymphocytaires B et T CD4+à long terme. Pour rechercher les réponses cellulaires T CD8+ contre une grande variété de peptides dérivés du VIH-1 (59 dirigées peptides différents), nous avons utilisé la technique Elispot IFN-γchez 23 des 28 volontaires. Nous avons montré que 31 des 59 épitopes T CD8+du VIH-1 induisaient une stimulation après vaccination. Nous nous sommes également intéressés à caractériser les épitopes T CD4+ la protéine Nef, incluant de les séquences peptidiques utilisées dans le vaccin de l’essai Vac 04. Ainsi, des peptides 15 mers chevauchants dérivés de la protéine Nef ont été évalués pour leur capacité à se lier à un ensemble de 10 molécules HLA-DR purifiées. En utilisant cette approche, 22 peptides pouvant se lier à différentes molécules HLA-DR ont été décrits. Ces peptides étant principalement regroupé sur 4 régions de la protéine Nef. Parmi ces peptides, 9 sont capables de se lier à au moins 5 types de molécules HLA-DR différentes. De façon intéressante, beaucoup de ces peptides sont contenus dans les longs fragments N1, N2 et N3 inclus dans le vaccin lipopeptidique injecté aux volontaires sains. Ces résultats montrent qu’il existe en plus des épitopes T CD8+ CD4, des épitopes T+ des séquences au sein présents peptidiques utilisées dans le vaccin, et que ces épitopes sont présentés de manière efficace chez les volontaires vaccinés puisqu’ils induisent une réponse spécifique anti-VIH-1.   Mots clés :vaccination, VIH, lipopeptide, épitope, Elispot, LT CD8+et LT CD4+.
  TABLE DES MATIERES  INTRODUCTION                                                                                                          1
 I. POURQUOI UN VACCIN CONTRE LE VIH ? (de l’origine du VIH aux conséquences de sa transmission chez l’homme)                                                                      1 II. EN QUOI UN VACCIN ANTI-VIH EST-IL POSSIBLE ? (système Immunitaire et VIH) 3 2.1 Physiopathologie et tropisme du VIH 3 2.1.1 Physiopathologie 3 2.1.2 Tropisme 4 2.2 Système HLA et réponse immunitaire 7 2.2.1 Les molécules HLA 7 2.2.2 Dégradation et présentation de l’antigène 8                 2.3 La réponse immunitaire au cours d’une infection par le VIH 9 2.3.1 La réponse lymphocytaire T CD4+ 9 2.3.2 Réponse lymphocytaire T CD8+ 11 2.3.3 La réponse humorale16 III. QUEL SORTE DE VACCIN EST ENVISEAGEABLE ?                        19 3.1 Choix des antigènes 21 3.1.1 Protéines de structures 21 3.1.2 Protéines de régulation 22 3.2 Choix des vecteurs 23 3.2.1 Vaccins utilisant le virus vivant atténué 23 3.2.2 Vaccins utilisant le virus inactivé 24 3.2.3 Vaccins utilisant des organismes vivants recombinants 24 3.2.3.1 Les poxvirus recombinants 24 3.2.3.2 Les adénovirus recombinants 26 3.2.3.3 Les autres vecteurs viraux 27 3.2.3.4 Les bactéries recombinantes   28 3.2.4 Vaccins utilisant l’ADN 29 3.2.5 Vaccins utilisant les sous-unités virales 30 3.2.5.1 Les protéines 31 3.2.5.2 Les peptides 32 3.2.5.3 Les lipopeptides 33  BIBLIOGRAPHIE                                                                                                         35
LISTE DES ABREVIATIONS     
Ac : anticorps ADCC : cytotoxicité dépendante des anticorps ADN : acide désoxyribonucléique ANOVA : « analysis of variance » ou analyse de la variance ANRS : Agence Nationale de Recherche sur le SIDA ARN : acide ribonucléique AVEG : « AIDS Vaccine Evaluation Group » ou groupe d’évaluation des vaccins contre le SIDA. BCG : bacille de Calmette-Guerin CAF : « CD8+ T cell antiviral factor » ou facteur antiviral des cellules T CD8+ CMH : complexe majeur d’histocompatibilité CMV : cytomégalovirus CPA : cellule présentatrice de l’antigène CPM : coups par minute CRT : Test de relargage au chrome CTL : lymphocyte T cytotoxique DC : cellule dendritique DMSO : diméthylsulfoxyde EBV : virus d’Epstein Barr ELISA : « enzyme linked immuno sorbent assay » ELISPOT : « enzyme linked immuno spot » FDC : cellule folliculaire dendritique GALT : « gut associated lymphoid tissue » ou tissu lymphoïde associé aux intestins HBV : virus de l’hépatite B Hda : acide hexadécanoïque HLA : « human leukocyte antigen » HTLV : « human T cell lymphotropic virus » IC50: concentration de peptide empêchant de lier 50% du peptide marqué IFA : adjuvant incomplet de Freund IFN : interféron Ig : immunoglobuline IL : interleukine IRF : « interferon regulatory factor » IS : index de stimulation ISCOMs : complexes immunostimulants ISS : sequences immunostimulatrices LB : lymphocyte B LC : cellule de Langerhans LCMV : « lymphotropic choriomeningitis virus » LT : lymphocyte T LTNP : « long term non progressor » ou individu non progresseur à long terme
LTR : « long terminal repeat » MIP : « macrophage inflammatory protein » MUP : 4-méthylumbelliféryl phosphatase MVA : « modified vaccinia virus Ankara » NK : « natural killer » ONUSIDA : programme commun des Nations Unies sur le VIH/SIDA PBMC : « peripheral blood mononuclear cells » ou cellules mononuclées du sang périphérique PBS : « phosphate buffer saline » PHA : phytohémagglutinine PPD : tuberculine RANTES : « regulated on activation normal T cell expressed and secreted » RT : retrotranscriptase SCID : « severe combined immunodeficience » SD : déviation standard ou écart-type SDS-PAGE : sodium dodécylsulfate - gel de polyacrylamide SDF : « stromal cell derived factor » SEB : enterotoxine B de staphyloccoque SFC : spot formant une cellule SHIV : « simian/human immunodeficiency virus » SIDA : syndrome de l’immunodéficience acquise SIV : virus de l’immunodéficience simienne STAT : « signal transducers and activators of transcription » TAP : « transporters associated with antigen processing » TCR : récepteur de cellule T TNF : « tumor necrosis factor » TT : toxine tétanique VEE : virus de l’encéphalite équine VIH : virus de l’immunodéficience humaine
I. POURQUOI UN VACCIN CONTRE LE VIH ? (De l’origine du VIH aux conséquences de la transmission chez l’homme)  L’agent infectieux responsable du SIDA (syndrome de l’immunodéficience acquise) est découvert en 1983 par l’équipe du Professeur Montagnier (Barré-Sinoussi et al, 1983) : il s’agit du VIH (Virus de l’immunodéficience humaine). En fait, il existe deux types de Virus de l’Immunodéficience Humaine. Ces deux types de virus (VIH-1 et VIH-2) sont des rétrovirus, appartenant plus particulièrement à la sous-famille des lentivirus. On pense que ces virus ont été transmis dans la population humaine par l’intermédiaire du singe. En effet, il existe au moins 18 lentivirus simiens infectant divers primates africains sans leur causer de maladie (Hahn et al, 2000). D’après des études phylogéniques, le VIH-1 aurait pour origine le SIVcpz, virus qui semble infecter naturellement le chimpanzé (pan troglodytes troglodyteset al, 1999), le terme de SIV ayant été) (Gao