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ANTIG~NES DE PLASMODIUM FALCIPARUM ET LEURS
APPLICATIONS VACCINALES ET DIAGNOSTIQUES
CONTEXTE DE L'INVENTION
a) Domaine de l'invention
La présente invention se rapporte à de nouveaux antigènes de
Plasmodium falciparum et à leurs applications vaccinales et diagnostiques.
Plus
particulièrement, la présente invention vise des molécules polynucléotidiques
et
polypeptidiques immunogéniques, des compositions les comprenant, et des
méthodes de diagnostic et de vaccination du paludisme.
b) Brève description de l'art antérieur
Le paludisme est une maladie provoquée par l'infection de parasites
protozoaires appartenant aux apicomplexes de l'espèce Plasmodium et transmis
par les femelles des moustiques du genre Anopheles. Malgré le fait que l'OMS a
classé, depuis 1998, le paludisme parmi les trois maladies infectieuses
d'intérêt
majeur pour la santé publique mondiale au même rang que la tuberculose et le
SIDA, il n'existe pas encore de vaccin efficace contre cette maladie.
Des études précédentes ont conduit à la mise en évidence de polypeptides
antigéniques du stade pré-érythrocytaire de la maladie, notamment les
polypeptides SALSA (pour Sporozoïte Liver Stage Antigen) décrits dans EP A
0407230, le LSA 1 (pour Liver Stage Antigen) décrit dans WO 92/13884 et LSA-3
décrit dans FR 2,735,478.
La présente invention est relative à de nouvenes mo~ecu~es
polynucléotidiques et polypeptidiques spécifiques des stades pré-
érythrocytaires
et à leurs utilisations à titre de principe actif de vaccin anti-palustre ou
dans des
méthodes de diagnostics de la maladie.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION
La Demanderesse a identifié une série de 120 fragments d'ADN
génomique codant pour des protéines exprimées aux stades pré-érythrocytaires,
c'est-à-dire au stade sporozoïte et/ou au stade hépatique. La caractérisation
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initiale de cette série de clones a conduit à identifier l'antigène LSA-1,
puis
SALSA, puis STARP, puis LSA-3. Des travaux plus récents portant sur 10
fragments de la même banque de clones codant pour des stades pré-
érythrocytaires a permis de fournir des précisions concernant 8 d'entre eux, 3
se
sont avérés être des gènes déjà connus comme étant exprimés au stade
érythrocytaire et les 5 autres comme des gènes nouveaux non décrits à ce jour,
et dont l'expression aux stades pré-érythrocytaires a pu être confirmée.
Par ailleurs, les travaux réalisés en utilisant les cellules de volontaires
protégés par sporozo'ites irradiés, celles de chimpanzés protégés par la même
méthode et celles de chimpanzés comme d'Aotus trivirgatus, protégés par
immunisation par l'antigène LSA-3 ont conduit à caractériser les réponses
cellulaires à fort taux de sécrétion d'interféron-y, généralement associés
avec une
faible production d'anticorps, comme étant associées avec l'état de
protection, et
vice-versa.
Parmi les nouveaux gènes pré-érythrocytaires étudiés, deux d'entre eux,
dénommés DG747 et DG772 possèdent plusieurs propriétés remarquables : ils
génèrent des réponses cellulaires à taux élevé d'Interféron-~y , détectées par
ELISPOT chez des volontaires protégés par sporozoïtes irradiés, qui sont
retrouvés également pour plusieurs régions de l'antigène LSA-3 mais qui sont
absentes pour 4 régions de l'antigène LSA-1, deux de SALSA, deux de STARP
et deux de la "CircumSporozoïte protein". Ces deux mêmes clones sont positifs
également dans les mêmes tests chez les chimpanzés protégés par des
sporozoïtes irradiés. Le profil de réponse différentielle entre les chimpanzés
protégés et celles de chimpanzés ayant reçu des sporozoïtes irradiés à trop
forte
dose, et non protégés, est identique à celui enregistré avec la molécule LSA-3
qui est capable d'induire une protection. Ce profil de réponse correspond,
d'après
les travaux réalisés chez le rongeur, à la capacité d'induire un recrutement
cellulaire spécifique au niveau intra-hépatique. La séquence complète des deux
gènes a été identifiée. Les protéines correspondantes ont une antigénicité
élevée
chez les individus exposés au parasite en zone d'endémie (réaction chez 80%
des adultes de zone d'endémie). Leur localisation en surface du sporozoïte et
leur production au cours de la maturation intra-hépatique du parasite a été
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confirmée par diverses méthodes biologiques. Leur immunogénicité chez l'animal
sous forme de protéines recombinantes, ou sous forme de plasmides
(immunisation génétique) a été démontrée. Ces caractéristiques en font des
candidats importants qui demandent à être l'objet d'études complémentaires, en
particulier d'immunisation et de challenge chez le primate supérieur pour
obtenir
des formulations vaccinales nouvelles, seules ou associées à l'antigène LSA-3.
BR~VE DESCRIPTION DES DESSINS
Les Figures 1 A, 1 B, 1 C et 1 D montre la liste des séquences
nucléotidiques (SEQ ID NOs: 1 et 2) et en acides aminé (SEQ ID NOs: 3
et 4) de DG747 et DG772.
La Figure 1E montre des séquences répétées dégénérés caractéristiques
du clone DG747.
La Figure 2A montre la séquence du gène codant pour DG747.
La Figure 2B montre la séquence du gène codant pour DG772.
La Figure 3.1 est une représentation schématique des protéines
correspondantes au DG747 et DG772.
La Figure 3.2 montre des IFATs des stades sporozoïtes et sanguins de
P. falciparum et des sporozoïtes de P. yoeüi avec les anticorps anti-DG747
ou anti-DG772.
La Figure 3.3 montre des Western blots de P. falciparum, P. yoelü et de
P. berghei utilisant des anticorps anti-Hiss-747 (a) et anti-Hiss-772 (b).
La Figure 3.4 montre sous forme de photographies des résultats de PCR
d'ADN de 12 souches différentes avec des amorces spécifiques de
DG747 (a) et DG772 (b).
La Figure 3.5 illustre à l'aide de graphiques la prévalence des réponses
humorales contre His6-747 (a) et Hiss-772 (b) dans deux groupes d'âge et
dans deux zones d'endémie différente.
La Figure 3.6 illustre à l'aide de graphiques les réponses cellulaires contre
Hiss-747 et His6-772 chez des humains et des chimpanzés immunisés
avec des sporozoïtes irradiés.
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La Figure 3.7 illustre à l'aide de graphiques la distribution des isotypes
d'IgG dans les réponses humorales contre His6-747 et Hiss-772
d'individus exposés différentiellement au paludisme.
La Figure 3.8 illustre à l'aide de graphiques les réponses humorales de
souris immunisées avec quatre formulation de protéines recombinantes.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
L'originalité de la présente invention porte sur la mise en évidence de
nouvelles molécules polynucléotidiques et polypeptidiques spécifiques du stade
pré-érythrocytaire du paludisme et à leurs utilisations à titre de principe
actif de
vaccin anti-palustre ou dans des méthodes de diagnostique de la maladie.
Plus particulièrement, l'invention vise des polynucléotides ayant une
séquence nucléotidique d'au moins 10 nucléotides consécutifs et ayant au moins
60%, préférablement 80% et plus préférablement au moins 95% d'identité avec la
SEQ. ID NO: 1 ou NO 2. D'autres molécules selon l'invention contiennent au
moins 20 nucléotides consécutifs ou au moins 50. D'autres molécules selon
l'invention s'hybride dans des conditions de fortes stringences avec les
séquences nucléotidiques ci-dessus, et plus particulièrement avec les SEQ. ID
NOs: 1 et/ou NO 2. Ä titre d'exemple non-limitatif de conditions de fortes
stringences l'on retrouve la méthode suivante:
a) pré-hybridation et hybridation à 68°C dans une solution contenant:
5X
SSPE (1X SSPE = 0.18 M NaCI, 10 mM NaH2P04); 5X solution de
Denhardt; 0.05% (w/v) dodecyl sulfate de sodium (SDS); et 100 pg/ml
d'ADN de sperme de saumon;
b) deux lavages à température ambiante pendant 10 min en présence de
2X SSPE et de 0.1 % SDS;
c) un lavage à 60°C pendant 15 min en présence de 1X SSPE et 0.1%
SDS; et
d) un lavage à 60°C pendant 15 min en présence de 0.1X SSPE et 0.1%
SDS.
L'invention vise aussi les polypeptides (et les fragments de ceux-ci) qui
dérivent des séquences nucléotidiques ci-dessus mentionnés et préférablement
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les polypeptides ayant au moins 10 acide aminés consécutifs et au moins 80% et
plus préférablement au moins 95% d'homologie avec l'une des séquences
choisies dans le groupe constitué par les SEQ ID NOs: 3 à 7, et la SEQ ID NO:
8. D'autres molécules selon l'invention contiennent au moins 20 acides aminés
5 consécutifs ou au moins 50.
II est bien connu dans le domaine comment déterminer le pourcentage
d'identité entre différentes séquences. Ä titre d'exemple, une méthode
d'analyse
d'alignement de séquences nucléotidiques et peptidiques selon l'invention est
avantageusement 1e programme GAP GCGT"" (Genetic Computer Group) du
manuel de programmation UNIXT"~ (Wisconsin Sequence Analysis PackageT""),
algorithme de Needleman et Wunsch. Les paramètres utilisés sont les
paramètres par défaut ou les paramètres suivants: pour une comparaison de
séquences de nucléotides: "gap penalty" = 50; "gap extension penalty": 3; et
pour
une comparaison de séquences d'acides aminés: "gap penalty" = 5; "gap
extension penalty": 0.30.
Les peptides selon la présente invention peuvent être préparés par tout
procédé approprié. Ils peuvent notamment être obtenus par synthèse chimique
mais il est également possible de les obtenir par voie biologique en utilisant
notamment différents vecteurs dans les cultures cellulaires appropriées tel
que
cela sera décrit ci-après.
Les molécules de l'invention peuvent être utilisées telles quelles ou être
modifiées (conjugués chimiques, protéine de fusion) si nécessaire. Par
exemple,
on peut envisager des modifications (chimiques ou nucléotidiques ou
peptidiques) permettant aux nucléotides/peptides de franchir certaines
barrières
biologiques, de montrer une meilleure solubilisation, de faciliter leur
incorporation
dans des formes galéniques particulières comme par exemple des liposomes ou
des microparticules. II convient d'ailleurs de remarquer à ce propos que les
peptides selon la présente invention peuvent se présenter sous forme
déglycosylée, ou glycosylée, si cela est nécessaire. Une personne versée dans
le
domaine de l'invention saura obtenir différents polynucléotides/polypeptides
et
elle saura également déterminer quels sont, parmi les
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polynucléotides/polypeptides obtenus, ceux qui ont une activité biologique
adéquate.
Ainsi, l'invention a aussi pour objet un procédé de préparation d'un peptide
de l'invention, par transformation d'un hôte cellulaire à l'aide d'un vecteur
d'expression (plasmide, cosmide, virus, etc) comprenant les séquences d'ADN
codant pour les peptides de l'invention, suivi de la mise en culture de l'hôte
cellulaire ainsi transformé, et de la récupération du peptide dans le milieu
de
culture.
L'invention concerne donc également tout vecteur (de clonage et/ou
d'expression) et tout hôte cellulaire (procaryote ou eucaryote) transformé par
un
tel vecteur, et comprenant les éléments de régulation permettant l'expression
de
la séquence de nucléotides codant pour un peptide selon l'invention.
Plus particulièrement, l'invention vise les cellules E. Coli recombinante
contenant un insert correspondant aux polynucléotides définis par !es SEQ ID
NOs: 1 et 2. Plus préférablement les cellules E. Coli sont celles qui ont été
déposée à la C.N.C.M. le 23 Mai 2001 sous les numéros d'accession I-2671 et
I-2672. Brièvement, ces cellules ont été obtenues par transformation d'un
plasmide contenant soit un insert correspondant aux polynucléotides définis
par
la SEQ ID NO: 1, soit un insert correspondant aux polynucléotides définis par
la
SEQ ID N0:2. dans la souche E. Coü DhSa. Chacun des plasmides a été
obtenus à partir d'un phage ~,gt11 recombinant contenant l'insert. Une PCR à
été
effectuée avec des amorces flanquantes à l'insert et cet insert amplifié a été
digéré avec EcoR1 et sous-cloné dans le vecteur pTreHis6 (Invitrogen) dans les
sites de EcoR1.
L'utilisation de vecteurs pour l'expression de protéines et de peptides dans
les cellules d'un hôte, notamment l'humain, est connue et ne sera pas décrite
plus en détail. II peut être avantageux d'utiliser des vecteurs incorporant
des
séquences capables d'augmenter l'immunogénicité des
polynucléotides/polypeptides de la présente invention, telles que les
séquences
CPG, le gène du GMCSF (Granulocyte Macrophage Colony Stimulating Factor)
ou des gènes des cytokines. Les constructions spécifiques dépendent
évidemment de l'hôte, de l'épitope et du vecteur retenu.
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Les peptides de la présente invention et les polynucléotides les codant
peuvent aussi être utilisés pour préparer des anticorps polyclonal ou
monoclonal
capables de se fixer (préférablement de manière spécifique) sur au moins un
peptide/polynucléotide objet de l'invention. La présente invention vise donc
également de tels anticorps purifiés qui peuvent être obtenus par des
techniques
très bien connues comme par exemple la technique décrite par Kolher et
Milstein
(Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined
specificity,
Nature (1975), 262:495-497)
Dans un mode de réalisation privilégié de l'invention, au moins une portion
des peptides immunogéniques/polynucléotides selon l'invention est conjuguée à
un support sur lequel elle est absorbée ou fixée de façon covalente ou non
covalente à son extrémité C et/ou N-terminale. Le support peut être constitué
de
molécules porteuses (naturelles ou synthétiques), physiologiquement
acceptables et non toxiques. Ces molécules porteuses peuvent permettre
notamment d'augmenter l'immunogénicité des peptides de l'invention par
l'intermédiaire de groupements réactifs complémentaires respectivement portés
par la molécule porteuse et le peptide. Ä titre d'exemple de molécules
porteuses,
on mentionnera des protéines naturelles telles que l'anatoxine tétanique,
l'ovalbumine, des sérums albumines, des hémocyamines, le PPD (purified
protein derivative) de la tuberculine, etc. Ä titre de supports
macromoléculaires
synthétiques, on mentionnera par exemple des polylysines ou des poly(D-L-
alanine)-poly(L-lysine). Ä titre de supports hydrocarbonés ou lipidiques, on
mentionnera les acides gras saturés ou insaturés. Le support peut également
prendre la forme de liposomes, de particules et microparticules, de vésicules,
de
microsphères de billes de latex, polyphosphoglycans (PGLA), ou de polystyrène.
L'invention porte aussi sur des compositions vaccinales/thérapeutiques
(médicament) comprenant des peptides/polynucléotides, des conjugués et/ou
des anticorps polyclonaux ou monoclonaux tel que décrits précédemment, et un
véhicule pharmaceutique acceptable. L'invention se rapporte aussi à des
compositions immunogènes capables d'induire une protection par une infection
d'épreuve par Plasmodiums, aussi bien in vivo que in vitro et, de façon
préférée,
un protection par une infection d'épreuve par Plasmodium falciparum.
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Préférablement, les compositions selon l'invention permettent la production
d'interféron-y par des leucocytes de sujets immunisés par des sporozoïtes
irradiés et/ou l'obtention d'une réponse humorale IgG de type IgG1, IgG2, IgG3
etlou IgG4.
Ces compositions peuvent être avantageuses dans le but d'être
administrés in vivo pour le traitement ou la prévention du paludisme chez
l'humain. Bien entendu, l'utilisation de compositions à base d'anticorps
nécessite
généralement que ceux-ci soient compatibles avec l'administration à l'être
humain. II peut notamment s'agir d'anticorps humanisés par des techniques
connues ou directement exprimés in situ à partir de la séquence d'ADN comme
par exemple la technique décrite dans Ren EC, Cellular and Molecular
approaches to developping human monoclonal antibodies as drugs (1991), Ann.
Acad. Med. Singapore, 20:66-70.
Les compositions selon la présente invention peuvent se présenter sous
une forme solide ou liquide quelconque habituelle pour l'administration
pharmaceutique, c'est-à-dire par exemple des formes d'administration liquide,
en
gel, ou tout autre support permettant par exemple la libération contrôlée.
Parmi
les compositions utilisables, on peut citer notamment les compositions
injectables
plus particulièrement destinées aux injections dans la circulation sanguine
chez
l'humain.
Les compositions de l'invention peuvent comporter également des
composants augmentant ou susceptible d'augmenter l'immunogénicité des
peptides, notamment d'autres peptides immunogènes, des adjuvants d'immunité
spécifiques ou non tels que l'alun, le QS21, l'adjuvant de Freund, l'adjuvant
SBA2,
la montanide, des polysaccharides ou des composés équivalents.
La présente invention concerne de plus des compositions destinées à être
administrées afin d'exprimer in situ les peptides décrits précédemment. Par
exemple, en injectant l' "ADN nu" codant pour les peptides immunogéniques de
l'invention, cette injection conduit, dans un certain nombre de cas, à
l'expression
du peptide codée et à une réponse immunitaire contre ledit peptide. On pourra
également utiliser des systèmes d'ADN nu mais comportant leur propre système
d'expression ou des vecteurs d'expression tel que décrit précédemment. Les
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vecteurs d'expression sont susceptibles, dans certains cas, d'améliorer
l'activité
des peptides exprimés. Les systèmes de vaccination mettant en oeuvre des
séquences d'ADN sont connus et sont déjà largement décrits dans la
littérature.
Des exemples de vaccination mettant en oeuvre des séquences d'ADN sont
décrits dans la demande internationale WO 95/111307 et dans la publication de
Bot et al. (DNA immunization of newborn mice with a plasmid expressing
nucleoprotein of Influenza virus (1996), Viral Immunol., 9:207-210)
L'invention porte aussi sur des méthodes de diagnostic in vitro du
paludisme chez un individu susceptible d'être infecté par Plasmodium
falciparum.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la méthode comprend les
étapes suivantes:
a) mise en contact, dans des conditions permettant une réaction
immunologique, d'un tissu ou d'un fluide biologique prélevé chez un
individu susceptible d'être infecté par Plasmodium falciparum avec un
anticorps tel que décrit précédemment afin de permettre la formation
de complexes immuns; et
b) la détection in vitro des complexes immuns formés.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la méthode diagnostique
comprend les étapes suivantes:
a) la mise en contact, dans des conditions permettant une réaction
immunologique, d'un tissu ou d'un fluide biologique prélevé chez un
individu susceptible d'être infecté par Plasmodium falciparum avec des
molécules polynucléotidiques/polypeptidiques telles que décrites
précédemment afin de permettre la formation de complexes immuns
impliquant au moins une desdites molécules et des anticorps
éventuellement présents dans ledit tissu ou ledit fluide biologique; et
b) la détection in vitro des complexes immuns éventuellement formés.
L'invention a aussi pour objet des kits (trousses) pour le diagnostique du
paludisme chez un individu. Selon un mode de réalisation de l'invention, le
kit
comprend les éléments suivants:
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a) au moins un des éléments choisi dans le groupe constitué par: les
molécules polynucléotidiques; les molécules polypeptidiques et les
conjugués tels que décrits précédemment;
b) des réactifs pour la constitution du milieu propice à une réaction de
5 liaison entre un échantillon à tester et au moins une des molécules
définies en a); et
c) des réactifs permettant la détection de complexes antigènes-anticorps
produits par ladite réaction de liaison, ces réactifs pouvant également
porter un marqueur ou être susceptibles d'être reconnus à leur tour par
10 un réactif marqué.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le kit comprend les
éléments suivants:
- des anticorps tels que décrits précédemment;
- des réactifs pour la constitution du milieu propice à une réaction de
liaison entre un échantillon à tester et au moins un desdits anticorps; et
- des réactifs permettant la détection de complexes antigènes-anticorps
produits par ladite réaction de liaison, ces réactifs pouvant également
porter un marqueur ou être susceptibles d'être reconnus à leur tour par
un réactif marqué
Bien qu'à travers le mémoire descriptif de la présente invention on utilise le
terme "peptide" et "polypeptide", il est entendu que l'invention ne se limite
pas
aux composés formés par l'union d'un nombre limité d'acides aminés. En effet,
la
souplesse des technologies recombinantes permet de réaliser des protéines
comportant une pluralité d'épitopes identiques ou différents et susceptibles
d'améliorer l'activité immunogénique du produit final. Ainsi la présente
invention
couvre également les polymères immunogéniques comprenant entre deux et dix
peptides choisis parmi les polypeptides définis précédemment. De même, la
présente invention inclus les oligonucléotides ayant une séquence
nucléotidique
codant pour des oligonucléotides incorporant un ou plusieurs polynucléotides
tels
que définis précédemment.
Les exemples ci-après permettront de mettre en évidence d'autres
caractéristiques et avantages de la présente invention.
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EXEMPLES
Les exemples qui suivent servent à illustrer l'étendue d'utilisation de la
présente invention et non à limiter sa portée. Des modifications et variations
peuvent y être effectués sans que l'on échappe à l'esprit et à la portée de
l'invention. Bien que l'on puissent utiliser d'autres méthodes ou produits
équivalents à ceux que l'on retrouve ci-dessous pour tester ou réaliser la
présente invention, le matériel et les méthodes préférés sont décrits.
1) INTRODUCTION
1.1 Historique du paludisme
Le paludisme est une maladie provoquée par l'infection de parasites
protozoaires appartenant aux apicomplexes de l'espèce Plasmodium et transmis
par les femelles des moustiques du genre Anopheles. Les efforts soutenus et le
programme d'éradication entamé dans les années 50, financé par l'OMS ont
permis de limiter les zones où la maladie se propageait et de diminuer le
nombre
de personnes infectées. Depuis, la baisse d'efficacité des moyens de lutte
contre
le parasite a provoqué une augmentation des cas de paludisme par rapport à il
y
a 20 ans. Aujourd'hui le paludisme demeure concentré dans la ceinture sub-
tropicale où entre 300 et 500 millions de cas cliniques sont recensés
annuellement, dont au minimum 3 millions succombent en majorité à cause de
l'infection par le P. falciparum. Suite à l'apparition et à l'extension d'une
résistance globale aux seuls médicaments efficaces, et parce que les régions
affectées sont en extension, l'OMS a classé, depuis 1998, le paludisme parmi
les
trois maladies infectieuses d'intérêt majeur pour la santé publique mondiale
au
même rang que la tuberculose et le SIDA.
La description de l'infection paludéenne, dont les signes cliniques sont très
caractéristiques, peut être retrouvée dans des écrits des civilisations les
plus
anciennes, tels que le Nei Ching, grand répertoire médical pour l'empereur
chinois Huang Ti (2700 av. J. C.), des tablettes Mésopotamiennes (2000 av. J.
C.), des papyrus Égyptiens (1500 av. J. C.) et des écrits Védiques (1500-800
av.
J. C.). Une partie du « livre des épidémies » d'Hippocrate (460-370 av. J. C.)
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été consacrée à la description détaillée de fièvres tertiaires ou quaternaires
où
est mentionnée aussi une relation entre des splénomégalies et la proximité des
zones marécageuses. D'ailleurs, le terme paludisme désigne une fièvre issue
des
zones marécageuses (L. palude = marécage), ce qui est aussi reflété par le
terme de malaria (I. mall'aria) probablement introduit par Sansovino en 1560
pour
décrire le « mauvais air » issu des marécages. Le drainage de ces zones a été
un des seuls moyens de contrôle du paludisme connu avant la découverte de
l'agent infectieux. Malgré la connaissance des signes cliniques, le parasite
causant la maladie n'a été découvert qu'à la fin du 19e siècle.
En 1880 Charles Louis Alphonse Laveran a observé l'exflagellation de
microgamètes et des hématies altérées dans le sang de (Laveran, 1880), et il a
associé ces formes avec la maladie. Ses conclusions ont été controversées et
ne
furent acceptées par d'autres, en particulier par l'importante école
italienne, que 5
ans plus tard. Le mode de transmission de la maladie est resté inconnu encore
12 ans. Patrick Manson avait en 1877 démontré que le nématode de la filariose
(Elephantiasis) était transmis par un moustique. II était convaincu que le
paludisme suivait un parcours semblable. II a conseillé à Ronald Ross
d'entamer
des recherches à ce sujet et ce dernier a décrit en 1897, pour la première
fois,
des oocystes chez des moustiques ayant été nourris sur des humains infectés.
Puis, à l'aide de Piasmodium d'oiseaux, il a pu décrire le cycle entier du
parasite
chez le moustique. Ce cycle a été confirmé, en 1898, pour les espèces
plasmodiales de l'homme par les chercheurs italiens menés par Battista Grassi.
On a longtemps cru qu'après inoculation par le moustique, le sporozoïte
envahissait directement le globule rouge du mammifère hôte, initiant ainsi le
cycle sanguin asexué et sexué. Un cycle exo-érythrocytaire fut décrit dès 1908
chez des plasmodies d'oiseaux par H. de Beaupaire Aragao qui démontra le
développement de formes atypiques, dans des cellules endothéliales et des
macrophages, capables de libérer des formes envahissant les globules rouges et
de se transformer en formes typiques pigmentées du parasite. Toutefois on a
cru
que le cycle tissulaire était une forme particulière de ces espèces
plasmodiales.
Ce n'est qu'en raison des observations faites au cours d'infections
paludéennes
induites et suivies étroitement chez des individus (comme la malariothérapie
des
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années 1920-50) que la présence d'un stade supplémentaire tissulaire a été
postulée puis activement recherchée. Les formes pré-érythrocytaires des
parasites de primates et d'humains n'ont été découvertes qu'en 1948 lorsque
H.E. Shortt et P. C. C. Garnham ont décrit des formes hépatiques issues
d'inoculations de sporozoïtes de P. cynomolgi (proche de P. vivax) chez le
singe
rhésus (Shortt and Garnham, 1948). En 1951, les mêmes stades ont été décrits
pour P. falciparum (Shortt et al., 1951 ) dans une expérience remarquable où
une
biopsie de foie a été prélevé chez un volontaire préalablement inoculé avec
des
millions de sporozoïtes. Toutefois les recrudescences dues à P. vivax ou à P.
ovale n'étaient pas expliquées, et on a émis l'hypothèse d'un cycle exo-
érythrocytaire « secondaire ». Ce n'est que beaucoup plus tard que ce
phénomène fut démontré expérimentalement. Ainsi, un stade « dormant » de la
forme hépatique, l'hypnozoïte, a été décrit en 1980 (Krotoski et al., 1980)
pour P.
cynomolgi, l'équivalent pour le primate de P. vivax. Cette forme est
responsable
des rechutes après une longue période d'absence de parasite dans le
sang/d'exposition aux parasites, qui sont caractéristiques de P. vivax et
P.ovale.
Récemment, un stade supplémentaire, le mérophore, une forme provenant des
formes sanguines, a été observé dans la rate et les ganglions lymphatiques de
souris infectées par les Plasmodium murins (P, yoelü, P. chabaudi et P.
vincke~)
(Landau et al., 1999). Cette étape du cycle reste encore à être décrite dans
les
espèces plasmodiales humaines.
Le cycle du parasite, comme il est conçu aujourd'hui est représenté dans
la figure 1 (Les parties entre parenthèse sont des formes décrites pour
d'autres
espèces de Plasmodium, mais pas pour P. falciparum).
1.2 Les moyens de lutte contre l'extension du paludisme : nécessité du
développement d'un vaccin
Les deux découvertes de l'agent causal de la maladie et du vecteur de la
maladie ont permis dès le début du 20e siècle d'élaborer des moyens de défense
rationnels contre le paludisme en attaquant le parasite chez l'hôte vertébré
par
des médicaments ou en ciblant le moustique vecteur soit avec des larvicides,
soit
avec des insecticides, soit par l'utilisation de moustiquaires. Le succès de
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l'élimination de la maladie dans les zones tempérées après la 2~"'e guerre
mondiale, a mené vers une mise en place d'un programme d'éradication du
paludisme qui a culminé dans les années 60 où le DDT a été le principal outil
contre les moustiques et la chloroquine a été la principale drogue contre le
parasite. La taille des territoires endémiques ciblés a ainsi été réduite
(quasi
éradication dans les zones tempérées) et le nombre de personnes affectées par
la maladie a initialement diminué. Cependant les succès dans les zones
tropicales furent de courte durée. Le nombre de malades n'a pas cessé de
croître
d'une part à cause de l'augmentation démographique, d'autre part en raison de
l'apparition de résistances aux insecticides et aux drogues disponibles.
L'apparition de ces résistances a nécessité de s'orienter vers d'autres
moyens de lutte. L'existence d'une immunité naturelle induite par l'exposition
aux
parasites et l'observation que le transfert passif d'immunoglobulines de
personnes immunes diminue la parasitémie ainsi que l'immunisation efficace et
stérilisante par des sporozoïtes atténués par irradiation ont rendu
raisonnable
l'argument d'un vaccin contre le paludisme, dont le développement constitue
alors une priorité de santé publique au niveau mondial.
1.3 A la recherche de l'immunité salvatrice
L'immunité naturelle contre le paludisme est caractérisée par un
développement très lent et le fait qu'elle n'aboutit pas à une protection
stérilisante. Dans les zones hyperendémiques, l'acquisition de l'immunité
naturelle contre les stades érythrocytaires se manifeste chez les enfants
d'abord
par une tolérance au parasite (immunité anti-toxique) puis avec l'âge par une
diminution de la charge parasitaire dans le sang (immunité anti-parasitaire).
Ces observations, faites au cours des études épidémiologiques ont été
confirmées par des infections expérimentales. La malarariothérapie appliquée
aux personnes atteintes de neurosyphilis (Boyd and Coggeshall, 1938; Ciuca et
al., 1943; James, 1936), a permis de définir des paramètres qui interviennent
dans l'acquisition de l'immunité dans des expériences étroitement contrôlées.
II a
ainsi été montré que l'immunité acquise était d'une part dépendante de
l'espèce
et de la souche et d'autre part différait en fonction du stade du cycle
parasitaire
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infectant. Jusqu'à présent, les mécanismes précis de l'immunité anti-
paludéenne
restent à élucider.
Du fait que les signes cliniques et la transmission sont uniquement dus
aux stades sanguins et que ceux-ci sont les plus accessibles aussi bien in
vitro
5 qu'in vivo, la plupart des études vaccinales ont concerné ces stades. Une
trentaine d'antigènes exprimés dans les parasites érythrocytaires ont été
identifiés, particulièrement par des anticorps monoclonaux et considérés en
tant
que candidats vaccins. Toutefois les essais d'induction d'immunité protectrice
par
les rares antigènes testés chez l'homme sont demeurés infructueux jusqu'à
10 présent.
La première immunisation avec les stades pré-érythrocytaires a été tentée
sans succès par les frères Sergent en Algérie (Sergent and Sergent, 1910). La
capacité de protéger de façon stérilisante (absence de toute parasitémie
sanguine) n'a été obtenue que par l'immunisation avec des sporozoïtes atténués
15 par irradiation. Cette approche fut initiée par des études chez l'oiseau
avec des
sporozoïtes irradiés par des rayons U.V. (Mulligan et al., 1941 ), et a été
reprise
ans plus tard avec des plasmodies de rongeur en utilisant des sporozoïtes
irradiés par des rayons X et plus tard des rayons y, dont la dose peut être
contrôlée plus facilement (Nussenzweig et al., 1967; Richards, 1966) ;
l'immunité
20 peut être maintenue par un rappel de sporozoïtes non-atténués (Orjih et
al.,
1982). Chez l'homme, une telle protection a aussi été obtenue (Clyde, 1975;
McCarthy and Clyde, 1977), toutefois elle n'est induite qu'après un très grand
nombre d'inoculations par des sporozoïtes irradiés si bien qu'une telle
procédure
vaccinale ne peut être appliquée à grande échelle.
Pendant longtemps, on a cru que la protection était corrélée avec un
phénomène observé lorsque l'on incube les sporozoïtes avec du sérum immun,
la CS (Circum sporozoïte) précipitation (Vanderberg et al., 1969). La protéine
majoritaire reconnue par ce sérum, la protéine CS, a donc été considérée
responsable de cette immunité. Depuis elle a été à l'origine de multiples
études
vaccinales dans beaucoup de modèles expérimentaux. Or jusqu'à présent
aucune de ces études n'a pu reproduire une immunité aussi solide que celle
induite par des sporozoïtes irradiés.
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Une évaluation critique des résultats expérimentaux précédents a mené à
postuler que c'était le stade hépatique et non le sporozoïte qui était à
l'origine de
immunité stérilisante (Druilhe and Marchand, 1989). L'indice principal était
le fait
que la protection ne pouvait être induite que par l'inoculation des
sporozoïtes
viables, par voie intraveineuse, capables d'envahir un hépatocyte et de s'y
développer, et que les formes hépatiques issues de sporozoïtes irradiés
persistaient (Ramsey et al., 1982). De plus, une élimination des stades
hépatiques provoquait une susceptibilité aux infections par des sporozoïtes
chez
des animaux préalablement protégés (Londono et al., 1991; Scheller and Azad,
1995).
Le stade hépatique possède des caractéristiques uniques. L'hépatocyte
est une cellule nucléée métaboliquement très active et exprime des molécules
du
complexe majeur d'histocompatibilité. La schizogonie hépatique entraîne la
formation d'entre 10.000 et 30.000 mérozoïtes alors que 4 à 32 mérozoïtes sont
libérés par un schizonte sanguin. Les mérozoïtes issus de ces deux stades ont
des différences morphologiques, mais on ne sait pas s'il existe des
différences
fonctionnelles ou moléculaires, car seuls les mérozoïtes sanguins ont pu être
extensivement étudiés.
Du fait que dans le foie, seuls quelques hépatocytes sont infectés et qu'in
vitro, les techniques de culture restent délicates et difficiles, ceci a
constitué un
obstacle majeur au développement des connaissances sur le stade hépatique et
à la recherche d'antigènes exprimés à ce stade.
1.4 Criblage d'antigènes spécifiques de stade
La première stratégie pour établir l'expression spécifique de stade est la
génération de banques d'ADN complémentaires à partir d'ARN messagers des
différents stades. Ceci a été accompli plusieurs fois aux stades sanguins
(Chakrabarti et al., 1994; Watanabe et al., 2001) et plus récemment une fois
au
stade sporozoïte (Fidock et al., 2000). Cependant, cette approche n'est pas
possible pour le stade hépatique des plasmodies humains. Un autre moyen est la
génération d'anticorps spécifiques dans des modèles animaux. Ceci est facile
aux stades érythrocytaires mais pour le stade hépatique, plusieurs tentatives
ont
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échoués, car les injections de stades hépatiques de P. falciparum n'ont induit
que
très peu d'anticorps dans les souris. Une dernière approche est le criblage
immunologique basé sur l'utilisation d'anticorps d'individus naturellement
immunisés. Cette approche a permis de mettre en évidence pour la première fois
que d'autres antigènes que la CS étaient présents à la surface du sporozoïte
(Galey et al., 1990).
1.5 Stratégie élaborée dans le laboratoire d'identification d'antigènes
exprimés aux stades pré-érythrocytaires
Afin de contourner la difficulté de criblage aux stades pré-érythrocytaires,
une stratégie de criblage d'antigènes de P. falciparum potentiellement
exprimés
dans les stades sporozoïte et hépatique a été développée (Marchand and
Druilhe, 1990).
Le principe était de chercher des individus chez lesquels la réponse
immune prédominante était contre les stades pré-érythrocytaires. Nous avons
ainsi obtenu des sérums d'individus (sérums PM) vivant en zone d'endémie
depuis plus de 20 ans et n'ayant jamais eu d'accès cliniques car ils étaient
en
permanence sous traitement prophylactique à la chloroquine (schizonticide
efficace contre les stades sanguins, mais sans effet sur les stades
hépatiques).
Les sérums correspondants ne reconnaissaient en effet que très faiblement des
stades sanguins en Western Blot et en IFI (titres inférieurs à 1/200), tandis
que
les titres contre les stades sporozoïtes et hépatiques du parasite étaient
compris
entre 1/3200 et 1/6400 en IFI et ils marquaient plusieurs polypeptides sur des
extraits protéiques de sporozoïtes de P. falciparum; il s'agissait donc de
sérums
contenant des anticorps spécifiques des antigènes exprimés aux stades pré-
érythrocytaires.
Ces sérums ont été utilisés pour cribler une banque génomique de P.
falciparum (construite par Odile Mercereau Puijalon). L'ADN génomique issu du
clone parasitaire T9-96 a été méthylé et digéré par la Dnase 1, et les
fragments
d'une taille allant de 200 à 2500 paires de bases ont été introduits dans le
site
EcoR1 du phage ~,gt11 (Guérin-Marchand et al., 1987).
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Parmi les 7 millions de fragments d'ADN générés, 2000 clones produisant
un antigène recombinant reconnu par des sérums hyper immuns (SHI)
d'individus immuns vivant en zone d'endémie, ont ensuite été criblés avec les
sérums PM. 120 clones ont ainsi été sélectionnés et l'expression de stade des
antigènes correspondants a été déterminée par des tests d'IFIs, avec des
anticorps humains immunopurifiés sur chaque protéine recombinante, sur les
sporozoïtes, les stades hépatiques et les stades sanguins de P. falciparum, P.
yoelü et parfois avec P. berghei et P. vivax.
Le premier antigène à être étudié et contre lequel les réponses humorales
étaient les plus élevées dans plusieurs sérums d'individus vivant dans une
zone
d'endémie était (e Liver Stage Antigen 1, LSA-1 (Guérin-Marchand et al.,
1987). II
demeure le seul antigène caractérisé à être exprimé uniquement au stade
hépatique.
A la suite du LSA-1, 3 antigènes STARP, SALSA et LSA-3 ont été
sélectionnés à partir de divers critères et caractérisés au niveau moléculaire
(Bottius et al., 1996; Daubersies et al., 2000; Fidock et al., 1994a), et
immunologiquement par L. Benmohammed , K. Brahimi, J.P. Sauzet et B.
Perlaza. (BenMohamed et al., 1997; Perlaza et al., 1998; Sauzet et al., 2001
).
Ces antigènes sont exprimés aussi bien à la surface du sporozoïte qu'au stade
hépatique.
Le LSA3 est l'unique antigène reconnu différentiellement par des sérums
de volontaires ou de chimpanzés protégés par l'immunisation avec des
sporozoïtes irradiés. II est le seul à avoir induit une protection
stérilisante et de
longue durée chez des chimpanzés (Daubersies et al., 2000), et sera bientôt
testé dans des essais cliniques de phase I et II.
2) MATERIEL ET METHODES
2.1. Techniques de biologie moléculaire
2.1.1. Souches bactériennes
DHSa: supE44 DIacU169(~80 IacZOM15) hsdR17 recA1 gyrA96 thi- 1 relA1.
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2.1.2. Souches de parasites:
NF54 issue d'un isolat de malade européen infecté en Afrique (ATCC
MRA151) (Walliker et al., 1987).
3D7, la souche référence utilisée dans le projet génome, est un clone issu
de la souche (ATCC MRA151 ) (Walliker et al., 1987).
T9.96, une souche provenant d'un patient tha'ilandais ATCC : MRA153 ,
(Thaithong et al., 1984)
Pour les tests de polymorphisme, des souches distinctes ont été
employées: B1 (Brésil); F32, D7, D28, D50 issues de la Tanzania; D28 du
Sénégal, D41 de l'Inde, D51 de Myanmar, L1 de Libéria, H1 de Honduras,
Mad20 de Papua New Guinea, et PA de Palo Alto, d'Amérique du Sud Ouest.
(Stricker et al., 2000).
Les sporozoïtes sont issues de la souche NF54 et obtenus par passage
dans des Anopheles Gambiae REF
2.1.3. PCR à partir d'extraits de pliages ou d'ADN de pliages
Le Expand High Fidelity KitT"" (Mannheim Boehringer, Allemagne) a été
utilisé comme indiqué par le fournisseur avec 2 mM de MgCIZ, 3.5 unités de Taq
polymérase, 0.2 mM de desoxyribonucléotides (dNTP), 50 nM des amorces 21 D
en 5' (CCTGGAGCCCGTCAGTATCGGCGG) et 26D en 3'
(GGTAGCGACCGGCGCTCAGCTGG) et 2 p1 d'ADN purifié ou d'extrait de
pliage. La réaction a comporté une dénaturation initiale de 2 minutes à 94
°C,
suivie par 35 cycles consécutifs de 15 secondes de dénaturation à 94
°C, 30
secondes d'hybridation à 50 °C, et 2 minutes d'élongation à 68
°C. Le circuit
cyclique a été suivi par une incubation à 68 °C pendant 5 minutes.
2.1.3.1 Sous-clonage dans les vecteurs histidine, pNAK et Topo
Selon la qualité du produit d'amplification des pliages, trois procédures ont
été employées:
Les produits PCR présentant un smear ou un rendement très petit et étant
de plus petite taille quasi impossible à détecter en digérant l'ADN du pliage
correspondant, ont été clonés par l'intermédiaire d'un vecteur permettant un
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clonage direct du produit PCR sans digestion successive d'une enzyme de
restriction à l'aide du kit de TopoTA CloningT"" (Invitrogen, Les Pays-Bas).
Le
clonage Topo a aussi été effectué pour les fragments dont nous voulions
uniquement déterminer la séquence.
5 Les produits PCR de tailles inférieures à 1 Kbp ont été digérés, précipités
à l'éthanol, et resuspendus dans la moitié du volume initial d'H20, puis
digérés
par 10 U de l'enzyme de restriction EcoR1, pendant 1 heure à 37 °C,
tirés sur un
gel d'agarose à 2 %, purifiés sur gel par la procédure de gel extraction kit
de
Qiagen, donnant un volume de 50 NI.
10 Les produits PCR peu abondants de grande taille (supérieurs à 1000 bp)
ont été isolés à partir de l'ADN de phage purifié par une digestion avec
EcoR1, puis par extraction de l'insert du gel d'agarose.
2.1.3.2 Étude du aolvmorphisme du Gène dans des souches parasitaires
15 différentes.
Les amorces suivantes ont été utilisées pour identifier les polymorphismes
en taille de régions spécifiques correspondant aux antigènes étudiés.
747-1: AAAAGTGATGATAGAAATGCTTGTG (5'
747-2: TTTTGTTGATCTTACTTATTTCACC (3')
20 772-1: CGGAATCAGGTTTAAATCCAAC (5')
772-2: AGATCGTTTTTCATCAGGGGG (3')
La réaction cyclique a été effectuée avec un programme comportant une
étape initiale d'une dénaturation à 94°C pendant 15 secondes, suivie
par 39
cycles comprenant une dénaturation à 94°C pendant 2 minutes, une
hybridation
à 52 °C pendant 1 minute et une élongation à 72°C pendant 2
minutes. Une
étape de 5 minutes à 72°C a terminé la réaction.
Les PCR ont été effectuées sur un Crocodile III de Appligène. Les
produits ont ensuite été analysés sur gel d'agarose.
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21
2. 9.4. Purification d'ADN
2.1.4.1 Pour les analyses de recombinants
Les colonies positives en PCR ont été inoculées dans 3 ml de milieu
contenant l'antibiotique correspondant au vecteur utilisé (100 pg/ml
ampicilline
pour Topo et Histidine, 20 pg/ml kanamycine pour le vecteur Vical) et 2 ml
d'inoculum ont été utilisés dans la préparation d'ADN plasmidique avec le
QiagenT"" Miniprep Kit. L'ADN obtenu a successivement été digéré avec les
enzymes de restriction utilisées dans le clonage et soumis à une
électrophorèse
sur gel d'agarose, afin de détecter l'insertion du fragment.
2.1.4.2 Pour l'isolement de fragments:
100 ml de milieu Luria Broth supplémenté en antibiotique approprié ont .
été inoculés avec 1 colonie de bactérie comportant le recombinant, et incubé à
37 °C sur la nuit dans un bain thermostaté en agitation vigoureuse. Le
lendemain, la culture bactérienne a été récoltée et l'ADN plasmique purifié
comme décrit (Qiagen maxiprepT"~, Qiagen, Allemagne).
2.1.4.3 Pour l'immunisation de constructions ADN nu
Afin d'éliminer les endotoxines, qui sont présents dans les bactéries et qui
peuvent entraîner des réponses non spécifiques lors des immunisations de
souris, l'ADN des constructions a été purifié à partir de 2 I de culture de
bactéries
recombinantes, par Qiagen EndoFree Plasmid GigaT"" kit (Qiagen, Allemagne).
2.1.4.4 Pour la purification d'ADN de phaaes recombinants
Les phages ont été réamplifiés sur des boîtes d'agarose de LB, en
déposant 5 p1 sur du Topagar pris avec 200 p1 d'inoculum de Y1090, et en
laissant à 37 ° C sur la nuit.
Ensuite, une quantité plus grande a été produite en culture liquide.
D'abord, une plage piquée sur la boîte a été incubée avec 200 p1 d'inoculum de
Y1090, laissée à 37 °C avec agitation pendant 15 minutes . Ensuite,
5 ml de
milieu sans antibiotique supplémenté avec 10 mM de MgS04 a été ajouté, et la
culture laissée en agitation pendant 4 heures, jusqu'à l'apparition de lyse.
50 p1
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de Chloroforme a été ajouté, et le tout centrifugé à 7000 g pendant 10
minutes.
Après centrifugation, le surnageant libéré des débris cellulaires a été
récupéré.
Ce stock a été utilisé dans la production de 500 ml de phage en culture
liquide
l'équivalent de 7.5 10$ pfu (unités formant des plaques) à été ajouté à 500 NI
de
cellules d'une culture inoculée sur la nuit de Y1090, et 500 p1 de 10 mM
MgCl2/CaCl2. Tout a été incubé à 37 °C 15 minutes, et ajouté à 500 ml
de milieu
LB sans antibiotique. La lyse des bactéries observée par l'apparition de
filaments
dans la culture a été suivie jusqu'à la lyse totale (4-5h). Ensuite, la
culture a été
centrifugée à 6000 g pendant 15 minutes à 4 °C, le surnageant récupéré,
et
stocké à 4 °C sur la nuit.
Le lendemain, la purification de l'ADN a été entreprise avec le Lambda
Maxi Kit (Qiagen, Allemagne) avec des ajustements en début de protocole à
cause du volume plus grand de surnageant de départ. Le culot final a été
resuspendu dans 500 p1 de tampon TE.
2.1.4.5 Ä partir de parasites
100 p1 de culot de culture de globules rouges à 10 % de parasitémie, a été
resuspendu dans 100 p1 de PBS, pH 7,2 et purifié par le Qiaamp DNA Mini KitT"'
(Qiagen, Allemagne). A partir de 100 p1 de culot d'une culture parasitée à 10
%,
on a obtenu environ 5pg d'ADN.
2. 7.5. Purification d'ARN total parasitaire
Nous avons utilisé deux méthodes en fonction de la quantité d'ARN voulu.
Pour des quantités importantes, la méthode décrite par (Kyes et al., 2000) a
été
employée, tandis que pour obtenir des préparations de quantités plus
restreintes,
nous avons utilisé le RNeasy kitT"" (Qiagen, Allemagne.)
2. 7 . 6. R T PCR.
La RT-PCR a été effectuée avec le kit RT-PCR de Qiagen (Allemagne).
Des amorces spécifiques pour chaque gène et situées, si possible, de telle
façon
que l'on puisse distinguer entre les produits issus d'amplification d'ADN
génomique et d'ARN (autour des introns) ont été utilisées. Une première
réaction
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23
de Transcription réverse a été effectuée à 50 ° C pendant 30 minutes,
puis une
réaction de PCR a été effectuée, dans les même conditions que celle décrites
pour une PCR d'ADN de parasite avec les amorces sélectionnées, parfois suivi
d'une deuxième réaction (nested PCR) avec des amorces situés dans la
séquence du premier produit PCR amplifié. Cependant, la température
d'hybridation varie en fonction des amorces utilisées (entre 50 et 60 °
C).
2.7.7. Purification des recombinanfs histidine
2 I de milieu de Luria Broth additionné avec l'ampicilline à 100 ng/ml a été
inoculé avec 50 ml de culture de bactérie contenant le plasmide recombinant.
La
croissance des bactéries a été suivie par la mesure de la turbidité
bactérienne à
600 nm et à la densité optique voulue (entre 0,5 et 1 ) une concentration
d'IPTG
variant entre 0,5 et 1 mM selon le recombinant a été ajoutée à la culture, et
l'induction a duré entre 2 h et 4 h.
Ensuite les cellules ont été récoltées et le culot de bactéries resuspendu
dans un tampon de 20 mM de NaP04, pH 7.4, et 8 M d'urée (TU) (25 ml/litre de
culture bactérienne). Ensuite, la suspension de cellules a été soumise à des
sonications de 10 chocs de 1 minute chacun, et le surnageant contenant les
protéines recombinantes a été récupéré par centrifugation à 10.000 g pendant
10 minutes, et filtré à 0.22 pm. Ensuite, une étape de purification par
affinité sur
une colonne de Nickel a été effectuée. Une colonne de 1 ml (HiTrapT"",
Pharmacie, Suède) a été lavée comme indiqué par le fournisseur et 1 ml de
NiCl2 a été appliqué, suivi par d'autres lavages. Ensuite, la colonne a été
lavée
avec 5 ml de TU, et le surnageant appliqué sur la colonne. Ensuite, un lavage
de
10 ml de TU a été effectué, et le recombinant élué par un gradient croissant
en
imidazole, compétiteur de l'histidine. Selon le recombinant purifié, des
concentrations différentes ont été employées, et les résultats obtenus sont
résumés dans le tableau ci-dessous. Ensuite, le pool de protéines a été
dialysé
contre un tampon L-histidine pH 6, et chromatographié sur une colonne
échangeuse d'anions (HiTrap QT"", Pharmacie, Suède) afin d'éliminer une partie
des Lipo Poly Saccharides (LPS) ou endoxines qui induisent des réponses non
spécifiques (Morrison and Ryan, 1987).
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24
Tableau de purification des recombinants histidine
DO Emplacement
RecombinantInduction' aprs de la protine,ImidazoleNaCI
inductionPoids (mM)3 (mM)4
molculaire2
DO
IPTG
Tem
s
747 0.5 0.5 4h 2.7 Mem, 18 50 360
772 0.5 0.5 4h 2.2 SN, 35 36 120
1 : La DO mesurée à 600 nm, La concentration en IPTG (mM) ; et le temps
d'induction avant
récolte.
2 : Après sonication, et centrifugation d'une suspension de bactéries ne
contenant pas d'urée
(8M) dans le tampon, le surnageant et le culot contenant les débris de
membranes bactériennes
ont été testés en Western blot afin de détecter où la protéine recombinante se
trouvait. En
présence d'urée toutes les protéines étaient solubles, et les procédures de
purification ont donc
été appliquées en présence de 8 M d'urée.
3 : La concentration d'imidazole à laquelle la protéine a été éluée sur la
colonne de HiTrap-NiT"'
4 : La concentration de NaCI à laquelle la protéine a été éluée sur la colonne
de HiTrap-QT""
2.2. Techniaues immunoloaiaues
2.2. 7. ELISAs (Enzyme Linked ImmunoSorbant Assay)
Les conditions optimales ont été déterminées avec 100 p1 de solution
d'antigène d'une concentration de 10, 5 ou 1 pg/ml coatés sur les plaques dans
50 mM de Carbonate pH 9.6 ou 1X PBS pH 7.4 en incubant les plaques sur la
nuit à 4 °C. La saturation a été effectuée, soit en PBS supplémenté par
3 % de
lait écrémé, ou 1 % de BSA (albumine de sérum de veau) à température
ambiante ou à 37°C pendant 2 heures. La dilution de sérums de 100 ou de
200
fois a été effectuée soit avec du PBS/lait à 1.5 % , soit avec du PBS/BSA 1 %,
et
l'incubation a été faite à température ambiante ou à 37°C pendant 1 h.
L'incubation avec les anticorps secondaires couplés à la HRPO
(peroxidase de navet) dilués au 1/2000 dans le tampon de dilution des sérums a
été effectuée à température ambiante, et les révélations ont été faites à
l'aide des
tampons de TMB (peroxidase substrate et peroxidase solution B) (Laboratories
Kirkegaard et Perry, USA) mélangés volume à volume immédiatement avant
utilisation dont 100 p1 ont été distribués dans chaque puit. Les réactions
colorées
en bleu ont été arrêtées en ajoutant le même volume d'une solution d'1 M
d'acide
phosphorique. Les réactions sont lues à 450 nm dans un lecteur Multiscan
AscentT"" (Labsystems).
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Les résultats des souris sont exprimés en Ratio (unité arbitraire par rapport
aux taux des réponses dans des témoins naïfs) et dans les expériences où les
taux des isotypes ont été étudiés, par rapport au Ratio des IgG totaux
déterminé
dans la même expérience.
5
2.2.2. Immunopurification d'anticorps spécifiques
Pour l'immunopurification d'anticorps spécifiques contre les recombinants
Hiss, une méthode décrite par (Brahimi et al., 1993) a été employée. 100
pl/puits
de solution d'antigène dans du PBS, pH 7.2, à une concentration de 5 pg/ml ont
10 été adsorbés sur plaques Nunc MaxisorpT"" (Nunc, Danemark), et les plaques
incubées à +4 °C la nuit. Ensuite, des sérums hyperimmuns ont été
incubés à
une dilution de 1/50 pendant 1 heure à température ambiante, les plaques
lavées
et l'élution des anticorps effectuée par ajout de glycine pH 2.5 à 0.2 M,
incubation
pendant 3 minutes et récupération suivie par une neutralisation du pH avec du
15 Tris, 1 M, pH 11. L'immunopurification à partir de recombinants de fusion
~i-
galactosidase a été effectuée sur des filtres de nitrocellulose, comme décrit
(Beall
and Mitchell, 1986).
2.2.3. SDS-PAGE et Western Biot
20 En fonction des échantillons à tester, des gels de pourcentage
d'acrylamide (BioRadTM 29.1:1 ratio) variables (5, 7.5, 10 ou 12 %) ont été
utilisés. Après migration en tampon Tris/glycine (pH 8.5) avec le kit minigel
(Biorad, USA) les gels ont soit été colorés par bleu de Coomassie soit soumis
à
un transfert sur filtres de nitrocellulose (0.45 pm), dans la cellule Trans-
Blot
25 (BioRad.)
Après transfert, les protéines ont été visualisées par une coloration avec
0,2 % de rouge Ponceau dans une solution d'acide acétique (5%), puis le filtre
a
été saturé en TBS/lait écrémé à 5 % pendant 30 minutes. Les anticorps humains
immunopurifiés sans dilution, et les sérums dilués 1/100 ou 1/200 dans du
TBS/lait 5%/ TweenT"" 0,05% ont été incubés pendant 1 à 2 heures à
température ambiante. Ensuite, le filtre a été lavé 3 fois 10 minutes en
TBS/Tween 0,05 %, et incubé avec les antisérums couplés à la phosphatase
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alcaline dilués 1/5000, pendant 30 minutes. Après lavage dans le méme tampon,
les réactions colorées ont été produites par l'ajout de NBT (330 pg/ml)et de
BCIP
(165 Ng/ml) (Promega, Allemagne) dilués dans du tampon Tris pH 9.
2.2.4. IFI (Immunofluorescence indirecte)
Toutes les incubations à 37°C ont été effectuées dans une chambre
humide afin d'éviter l'assèchement des tissus ou cellules à étudier. Les
tampons
ont été filtrés par un filtre à 0,22 pm afin d'éviter des contaminations par
d'autres
microorganismes et des bruits de fond.
2.2.4.1 Stade sporozoïtes
Après dissection des glandes salivaires de moustiques infectés avec le
parasite, les sporozoïtes ont été fixés avec 0.01 % de glutaraldehyde en PBS
et
lavés soigneusement en PBS.
Afin d'étudier le marquage uniquement en surface des sporozoïtes, (Galey
et al., 1990) a développé une technique permettant une fixation « humide »
avec
une suspension de sporozoïtes attachés à la polylysine. Les lames de titration
(PolyLabo, France) ont été coatées avec 1 p1 d'une solution de 50 mg/ml de
polylysine, puis laissées sécher une nuit à 37°C. 1 p1 d'une suspension
de
sporozoïtes (20 /p1) a été déposée sur chaque puits, et incubé dans une
chambre
humide à 4°C sur la nuit. La détection d'une présence intra-parasitaire
a été faite
par fixation des sporozoïtes dans l'acétone.
2.2.4.2 Stade hépatiaue
Les coupes fixées au Carnoy et paraffinées ont été préparées par 3 bains
de Xylène de 10 mn chacun, 3 bains d'alcool absolu de 5 mn chacun, 2 bains
d'eau distillée de 5 mn chacun, et séchées à l'air libre. Ensuite, les coupes
ont
été réhydratées pendant 10 mn dans du PBS pH 7.4 filtré. Les coupes à
congélation ont été fixées 10 minutes en acétone.
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27
2.2.4.3 Stade sanguin.
Les frottis sanguins ont été fixés 10 minutes à l'acétone, et des cases pour
chaque échantillon à tester ont été délimitées en dessinant des bords avec un
marqueur Pentel-rouge sur le frottis.
La suite de la technique a été identique pour les trois stades: Après
fixation, les anticorps à tester (dilués dans du PBS) ont été déposés sur
chaque
puit, coupe ou case, et la lame incubée à 37°C en chambre humide
pendant 1
heure. Les lames ont été lavées 3 fois 10 minutes dans du PBS 1X, puis
incubées avec un anti-IgG anti-humain ou souris (selon les anticorps
spécifiques
utilisés), couplé à la fluorescéine (Alexis) dilué 1/200 dans du PBS et du
bleu
d'Evans 1/50000, incubées 30 minutes à 37°C en chambre humide, lavées
trois
fois en PBS 1X, et couvertes par une lamelle après qu'une goutte de tampon
glycériné (PBS 30 % glycérol) ait été déposée. La lecture de la lame a été
effectuée au microscope à U.V (Olympus, BH2))
2.2.5. Immunisations de souris
2.2.5.1 Par les recombinants histidines
Les protocoles a, b et c ont essentiellement été appliqués pour obtenir des
sérums spécifiques, tandis que les protocoles b, c et d ont été employés afin
d'effectuer des infections d'épreuve par P. yoelü.
a) Adjuvant IFA/Alum
Des souris BALB/c femelles de 6 semaines ont reçu 1 première injection
intra-péritonéale de 500 NI, avec 1 mélange de 20 pg d'antigène (Hiss-249,
Hiss
680, His6-747. Hiss-772), 2 mg/ml d'Alum (AI(OH)3, et de l'Adjuvant incomplet
de
Freund (AIF), volume dans volume, supplémenté avec 0.9% de NaCI.
Les 2 injections suivantes, chacune à 15 jours d'intervalle, ont été
effectuées avec la même quantité d'antigène dans le même volume, mais sans
AIF, et avec de la méthiolate, un conservateur, à 0.05%.
Les souris ont été prélevées (500 NI) avant l'immunisation 2 semaines, 1
mois et 6 semaines après la première immunisation, sur EDTA et les plasma
récupérés et stockés à -20°C.
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b) CFA
Des souris BALB/c femelles de 6 semaines ont reçu 3 injections sous-
cutanées tous les 15 jours à la base de la queue d'un mélange constitué par
100
p1 d'adjuvant complet de Freund et de 10 Ng d'antigène (Hiss-114 ou His6-662)
dans 100 p1 de PBS. 1 semaine après la troisième injection, les sérums des
souris ont été prélevés et les réponses testés en ELISAs contre le recombinant
et
en IFI sur les sporozoïtes. 18 jours après la dernière injection, les souris
ont subi
une infection d'épreuve par des sporozoïtes de P, yoelü.
c) SBAS2 (Adjuvant Smith and Klein Beecham)
Des souris C3H femelles de 7 semaines ont reçu trois injections sous-
cutanées à la base de la queue de 100 u) d'un mélange constitué par 57 NI
d'adjuvant mélangé avec 43 p1 d'antigène (Hiss-249, His6-747 ou Hiss-772)
correspondant à 10 pg, les injections étant espacées de 3 semaines chacune. 10
jours après la dernière immunisation, les souris ont été prélevées et les
sérums
correspondants récoltés.
d) Microparticules
Les solutions d'antigènes (Hiss-249, His6-747 ou Hiss-772) ont été
adsorbées sur des microparticules en polystyrène de 0.5 pm de diamètre
(Polysciences Inc, USA) par incubation à 37 °C en agitation pendant 4
heures
dans une solution de glycine, pH 8Ø L'adsorption de l'antigène a été
vérifiée par
la capacité des micro- billes d'agglutiner avec un sérum spécifique à
l'antigène
adsorbé. Des souris C3H femelles de 7 semaines ont reçu trois injections sous-
cutanées à la base de la queue de 100 p1 d'un mélange constitué de microbilles
coatés avec l'antigène correspondant à 10 pg, les injections étant espacées de
3
semaines chacune. 10 jours après la dernière immunisation, les souris ont été
prélevées et les sérums correspondants récoltés.
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29
2.2.5.2 Par les recombinants ADN
Des souris BALBIc et C3H de 6 semaines ont été injectées 3 fois à 8
semaines d'intervalle par voie intramusculaire avec 100 NI d'antigène
(pNAK114,
pNAK249, pNAK438, pNAK571, pNAK747, pNAK772) dans du PBS pH 7.4, puis
une 4ème fois 12 semaines après la Sème injection. Les prélèvements de sang
ont été effectués 1 semaine après la Sème et la 4ème immunisation sur EDTA, et
les sérums récoltés après une incubation du prélèvement la nuit à 4°C.
Les rates de 3 souris Igroupe ont été prélevées après la 4ème
immunisation, et les stimulations des réponses cellulaires étudiées. Après un
Sème boost, 8 semaines après la 4eme injection, les souris ont subi une
infection
d'épreuve par des sporozoïtes de P. yoelü.
2.2. 6. Infection d'épreuves par sporozoi'tes et par stade sanguin
Les sporozoïtes issus de moustiques Anopheles stephensü infectés par le
clone 1.1 de P. yoelü yoelü ont été obtenus par une méthode (Ozaki et al.,
1984)
qui consiste en l'isolement de la cage thoracique du moustique et l'obtention
par
centrifugation à travers de la laine de verre des sporozoïtes, qui ont été
lavés par
des resuspensions successives en PBS après centrifugation.
Les souris ont été infectées par des sporozoïtes de P. yoelü par voie rétro
orbitale avec 150 à 200 sporozoïtes (200 p1/ injection), et la parasitémie
suivie
par des frottis du jour 3 suivant l'infection jusqu'au 12ème jour post-
infection,
aussi bien sur les animaux immunisés que sur des souris naïves infectées par
le
même lot de sporozoïtes.
Des stades sanguins prélevés sur d'autres souris infectées par P. yoelü
ont été lavés dans du PBS, et l'équivalent de 5 x 104 parasites ont été
injectés
par voie intrapéritonéale.
2.2.7. Étude des réponses cellulaires.
Afin d'étudier aussi bien l'induction de prolifération de cellules-T
spécifiques ainsi que la sécrétion de cytokines capables de stimuler la
réponse
immune, nous avons étudié la stimulation de splénocytes de souris par les
antigènes et la sécrétion d'IFN-y par ces cellules.
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2.2.7.1 Proliférations de lymphocytes T
Les rates ont été prélevées sur les souris, les suspensions de splénocytes
ont été lavées deux fois dans du RPMI 1640 (Gibco, France) et les cellules
5 resuspendues à une concentration finale de 5 x 106 cellules /rnl dans du
RPMI
supplémenté avec 100 U/ml pénicilline, 2 mM L-glutamine, 10 mM Hepes, 50 pM
~3-mercaptoéthanol, 1,5% sérum de veau foetal (SVF) et 0,5 % de sérum de
souris normal. 100p1/puits de chaque suspension a été distribuée dans des
plaques de 96 puits à fond rond (Costar, USA) et les protéines recombinantes à
10 tester ont été ajoutés à une concentration de 50 mg/ml. Ces tests ont été
effectués en triplicat. Après 48 h d'incubation, (37 °C avec 5 % de
C02), 50p1/puit
de surnageant de culture a été prélevé et stocké à -70 °C avant la
détermination
de titres d'IFN-y. 50 NI/puit de surnageant a été prélevé pour dosage de
cytokines. Afin de détecter la réplication d'ADN due à une stimulation de
division,
15 50 p1 d'une solution de thymidine tritiée (3H) (Amersham Life Science,
England) à
1 pCi/puit a été ajoutée durant les 12 dernières heures d'incubation. Les
cellules
ont été récoltées dans un récolteur de cellules automatique (Skatron Inc,
Sterling,
VA, USA), et l'incorporation de Thymidine 3H quantifiée par scintillation. Les
résultats sont exprimés en Index de Stimulation (1.S.) et la prolifération a
été
20 considérée comme positive, lorsque le S.1. est au dessus de 2.
2.2.7.2 Détection de sécrétion d'interféron ~r (IFN-y)
Les titres d'IFN-y dans les surnageants de culture ont été déterminés par
un méthode d'ELISA à double capture. Des plaques Maxisorp (Nunc, Danemark)
25 à fond plat ont été coatées par un anticorps monoclonal de rat anti- IFN-y
de
souris primaire (R4-6A2) (Pharmingen, San Diego, CA) dilué dans un tampon de
0.1 M de carbonate, pH 9.6, et laissé sur la nuit à 4 °C. Entre chaque
étape de la
procédure, les plaques ont été lavées plusieurs fois avec du tampon PBS
supplémenté avec 0,05 % Tween T"" (PBS-T). Ensuite, les plaques ont été
30 saturées avec 3% d'albumine de sérum de veau (BSA, Sigma Chemicals, St
Louis, USA) dans du PBS-T. Des surnageants non-dilués ont été ajoutés aux
puits et les plaques incubées sur la nuit à 4°C, suivi par une
incubation d'1 h à
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31
température ambiante avec un anticorps monoclonal rat anti-souris IFN-y
secondaire biotinylé (XMG1.2, Pharmingen, San Diego, CA) dilué dans du PBS-
T. Les étapes de marquage avec des anticorps couplés à la peroxidase sont
identiques à celles utilisées dans la technique de l'ELISA. (A.2.1 )
2.2.7.3 Détection de cellules sécrétrices d'IFN-v par Elispot
Le nombre de cellules sécrétrices d'IFN-~y a été déterminé dans des
splénocytes non stimulées 40 heures après qu'elles soient fraîchement isolées
et
incubés avec les antigènes. Des plaques de microtitrage (Multiscreen-HAT"",
plaque stérile, Millipore) ont été coatées par 50 p1 d'une solution contenant
5
pg/ml d'anticorps anti-IFN-y (18181 D, Becton Dickinson Co). Après une
incubation sur la nuit à 4 °C, les puits ont été lavés et saturés par
une solution de
5 % de SVF. Des suspensions de cellules de 5 x 105 cellules/puit ont été
incubées avec l'antigène à 50 pg/ml dans un volume total de 200 p1 pendant 40
h, à 37 °C dans une atmosphère humidifiée de 5 % de COZ. Les plaques
ont
ensuite été lavées 3 fois avec du PBS-T et 3 fois avec du PBS seul et les
puits
ont alors été coatés par 50N1 de solution d'anticorps anti-souris IFN-y
biotinylé
(Becton Dickinson Co, USA) dilué au 1/200 et incubé sur la nuit à 4 °C.
Les
plaques ont ensuite été lavées de la même façon que précédemment, avant un
ajout de 50 p1 par puit de phosphatase alcaline couplée à la streptavidine
(Boehringer-Mannheim, Allemagne) à une dilution de 1/2000 dans du PBS. Après
1 h d'incubation, et lavage des plaques, des spots ont été détectés par
développement d'une réaction colorée avec les réactifs BCIP/NBT à 50 Ng/ml à
l'endroit où des cellules individuelles ont sécrété de l'IFN-y. Les résultats
sont
exprimés comme le nombre de cellules formant des spots par rapport aux 5 x 106
splénocytes.
2.2.8. Sérums et cellules
2.2.8.1 D'individus naturellement exposés au parasite.
10 sérums provenant d'adultes vivant dans une forte zone d'endémie
(Côte d'Ivoire) et naturellement protégés ont été employés dans des études
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d'ELISA et des immunopurifications d'anticorps spécifiques aux antigènes
étudiés.
Des sérums provenant d'individus de deux tranches d'ages allant de 0 -9
ans ou au dessus de 12 ans, ont été sélectionnés des Villages Ndiop et Dielmo
(Rogier and Trape, 1995; Trape et al., 1994). Ndiop est situé dans une zone
d'endémie qui compte environ 20 piqûres infectieuses/an, et Dielmo, dans une
zone qui compte 150 piqüres infectieuses/an. Chaque sérum dans une des deux
régions correspond en age et en sexe à un sérum de l'autre région.
2.2.8.2 D'animaux ou d'humains immunisés avec des sporozoïtes irradiés.
Deux chimpanzés ont été immunisés soit avec des sporozoïtes irradiés à
18 kRad, soit à 30 kRad par 4 injections de 5 x 106 sporozoïtes chacune par
voie
intravéneuse. Les 3 premières immunisations ont été effectuées avec 1 mois
d'intervalle, tandis que la 4é"'e a été effectuée 4 mois après la 3é"'e. Leur
sérum et
les cellules du sang périphérique ont été étudiés dans des tests de réponses
cellulaires et de réponses humorales après 3 immunisations. Les deux animaux
ont été infectés par l'injection intravéneuse de 4 x 104 sporozoïtes (faible
dose)
chacune de P. falciparum et seulement le chimpanzé immunisé avec les
sporozoïtes irradiés à 18 kRad a été protégé (n'a pas développé de parasitémie
sanguine)
Deux volontaires humains immunisés par le même moyen, ont reçu un
rappel avec un nouveau lot de sporozoïtes irradiés, et les cellules du sang
périphérique ont été étudiées dans des tests d'Elispot. De plus, le sérum de 4
volontaires humains immunisés avec des sporozoïtes irradiés a également été à
la disposition de la Demanderesse.
2.2.8.3 D'individus exposés différemment au parasite
Nous avions à notre disposition des sérums de 8 individus exposés
naturellement au parasite mais sous traitement de chloroquine permanent, ce
qui
élimine les stades sanguins à une forme très précoce et des sérums de 5
individus accidentellement infectés par la transfusion de sang infecté par P.
falciparum.
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33
3) RESULTATS
3.0: Exemple 1
Identification de deux antigènes nouveaux DG47 et DG772 de P. falciparum
reconnus par des volontaires immunisés avec des sporozoïtes irradié
Les clones DG 747 et DG772 ont été sélectionnés non seulement à cause
des critères initiaux posés (détection sur les sporozoïtes et le stade
hépatique,
ainsi qu'une reconnaissance par des sérums hyperimmuns), mais parce que
plusieurs caractéristiques supplémentaires nous ont intéressés : le DG747
n'avait
aucune réactivité croisée avec d'autres protéines de la banque PM, et le DG772
n'avait qu'une seule réactivité croisée, avec LSA1, le seul antigène identifié
comme exprimé uniquement au stade hépatique de P. falciparum. De plus, des
anticorps spécifiques des deux protéines marquaient des sporozoïtes de P.
yoeüi.
Un séquençage initial a révélé que ces deux clones contenaient des
inserts appartenant à des gènes jusqu'ici inconnus, mais dont la séquence
était
disponible sur les bases de données du génome de P. falciparum. Nous nous
sommes donc consacrés au travail de la caractérisation moléculaire
d'expression
du stade, de la conservation du gène, ainsi qu'à un travail de caractérisation
immunologique (antigénicité, immunogénicité) de ces nouveaux antigènes. Les
résultats ont montré que a) ces deux antigènes induisent une réponse immune
chez des individus ou des animaux uniquement exposés aux stades pré-
érythrocytaires aussi bien artificiellement (par immunisation) que
naturellement
(sur le terrain), b) qu'ils sont reconnus par des sérums d'individus
naturellement
exposés au cycle entier du parasite, aussi bien dans des zones de faible que
de
forte endémie. De plus, nous avons évalué chez la souris leur potentiel
immunogène et protecteur par l'immunisation et l'infection d'épreuve par P.
yoelü.
3.1. Analyse des séquences
DG747 code pour un polypeptide de 59 acides aminés dont les 40 acides
aminés (aa) C-terminaux font partie d'une structure répétitive de 5 x 8 aa
riches
en arginine et en lysine. Cette séquence est identique aux aa 81-140 du gène
PfB0155c (1524 pb, 508 aa) situé sur le chromosome 2 (figure 3.1a). Ce gène
qui
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34
code pour une protéine putative (Gardner et al., 1999), ne comporte ni
introns, ni
peptide signal prédits, ni de régions homologues à d'autres protéines qu'elles
soient de Plasmodium ou d'autres organismes. La protéine correspondante a une
masse moléculaire théorique de 59 kDa, et un point isoélectrique neutre (7.5),
mais certaines régions ont des p1 très variables, par exemple la région
retrouvée
dans DG747 a une charge positive à pH neutre.
DG772 contient un insert de 333 pb, qui sont traduits en 111 aa contenus
dans un cadre de lecture ouvert. Ce polypeptide correspond à la région des aa
1146-1256 d'une protéine de 1493 acides aminés codée par un gène situé sur le
chromosome 1 (figure 3.1 b). La masse théorique de la protéine est de 173 kDa
et
le point isoélectrique est de 5.05. La protéine est constituée en majorité
d'acides
aminés polaires et ne contient pas de sites hydrophobes, à part dans la partie
N-
terminale, où il pourrait y avoir un site d'ancrage de GPI. Le gène ne
contient pas
de répétitions et la séquence nucléotidique traduite a une forte homologie
avec
les protéines de la famille « EBP » (Adams et al., 1992), c'est-à-dire avec
des
régions 5'cys et 3'cys qui sont caractéristiques de cette famille.
3.2. Expression de stade et conservation du gène
Afin d'évaluer plus précisément l'expression de stade des deux protéines,
nous avons utilisé les techniques d'IFI et de Western blot sur des stades
différents de P. falciparum et sur les parasites murins P. yoelü et P.
berghei.
La surface des sporozoïtes de P. falciparum a été marquée par les
anticorps (humains ou de souris) spécifiques de DG747 et de DG772, mais les
stades érythrocytaires ont été marqués d'une façon différente pour les deux
groupes d'anticorps. Les anticorps anti-His6-747 (anti-747) marquent peu les
stades jeunes, mais fortement les stades schizontes mûrs, avec un marquage
localisé autour des structures knob (figure 3.2 image A), tandis que les
anticorps
anti-Hiss-772 (anti-772) marquent le parasite d'une façon plus homogène tout
au
long du stade érythrocytaire. Dans les espèces murines P. yoelü et P, berghei,
la
surface des sporozoïtes a été fortement marquée par les anticorps spécifiques
des deux antigènes.
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Afin de définir les tailles des protéines détectées, nous avons aussi
effectué un Western Blot des extraits protéiques de parasites sanguins de P.
falciparum avec les mêmes anticorps (figure 3.3 a et b).
Les anticorps anti-747 marquent un polypeptide d'environ 70 kDa aussi bien
dans
5 les extraits d'anneaux que ceux de schizontes, tandis qu'aucune bande n'a
été
détectée dans les érythrocytes non parasités. Le polypeptide détecté par des
anticorps anti-772 est plus grand, d'une masse moléculaire de 150 kDa, et est
détecté aussi bien dans les anneaux que dans les schizontes. Le marquage
d'extraits protéiques de P. yoelü a détecté un polypeptide de 70 kDa pour les
10 anti-747 dans les sporozoïtes et les stades sanguins et un polypeptide de
60 kDa
pour les anti-772, seulement détecté dans les sporozoïtes de P. yoelü.
De plus, afin de confirmer la présence des protéines et leur constance
d'expression à la surface des sporozoïtes provenant de plusieurs parasites
différents, nous avons examiné par IFI des lots de sporozoïtes provenant de
15 différents isolats Thai de P. falciparum. Le sérum anti-772 a marqué tous
les
sporozoïtes, tandis que seulement 7 sur 10 des isolats testés étaient marqués
par les anti-747. De même, des amplifications par PCR avec des amorces
spécifiques pour les deux fragments de gène (indiquées dans les figures 3.1 a
et
3.1 b) ont été effectuées avec de l'ADN issu de stades sanguins de 12 souches
20 différentes de P. falciparum (figure 3.4). Les produits PCR correspondant
au
DG772 ont été amplifiés à partir des 12 échantillons et leur taille était
similaire,
tandis que les amorces spécifiques pour DG747 n'ont pu amplifier un fragment
qu'à partir de 9 des 12 ADN. II faut préciser que toutes les lignées de
parasites
utilisées dans ce travail (T9-96, NF54 et 3D7) contiennent les gènes
25 correspondants. Ces résultats indiquent une variation au niveau de
l'expression
ou de la présence de DG747 dans des souches parasitaires, car au total,
seulement 15 sur 22 parasites ont semblé contenir le gène du DG747 ou ont
montré une réactivité positive en IFI. Une des amorces utilisées pour la
détection
du gène codant pour DG747 est situé dans la partie 3' des répétitions
contenues
30 dans le DG747, tandis que l'autre est située plus en aval ce qui pourrait
expliquer
l'absence d'amplification par PCR, s'il existait une variation au niveau du
nombre
de ces répétitions. Toutefois, les résultats restent à confirmer, de
préférence sur
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36
de l'ADN issu de parasites isolés sur le terrain, car tous les parasites
testés en
PCR ont été cultivés à plus ou moins long terme in vitro, ce qui peut
entraîner
des délétions au niveau chromosomal. Le phénomène de délétion a d'ailleurs
aussi été observé dans des populations de parasites in vivo (Corcoran and
Kemp, 1986).
3.3. Reconnaissance par le système immunitaire humain dans des zones
endémiques
En plus de l'étude de la constance d'expression de l'antigène, nous avons
étudié la prévalence des réponses humorales d'individus vivant dans des zones
de forte (Dielmo) ou de faible (Ndiop) endémie, et dans deux groupes d'âge
différents dans ces deux zones (figures 3.5a et 3.5b)
On observe une même prévalence (40 %) contre 747 dans la zone de faible
endémie, sauf que le nombre d'individus qui répondent fortement (l'intensité
de
réponse par rapport aux témoins) augmente avec l'âge. Dans la zone de forte
endémie, le nombre de répondeurs contre 747 augmentent avec l'âge, ainsi que
l'intensité de la réponse, et la prévalence chez les adultes, que l'on peut
considérer comme ayant acquis une immunité, est de 85 %. De plus, ces
réponses semblent corrélées avec l'exposition au sporozoïte, car le taux
d'anticorps est plus élevé chez les individus d'un groupe d'âge donné dans une
zone de transmission plus forte. Toutefois, dans une même zone, la réponse n'a
pas changé d'une façon significative durant des saisons de plus faible
transmission (saison sèche) (résultats non montrés), ce qui pourrait
correspondre
à la réponse contre les stades sanguins et/ou indiquer que la réponse immune
anti-747 est de longue durée. La réponse induite par DG747 augmente en
prévalence et en intensité en fonction de l'exposition et de la durée
d'exposition
au parasite (âge).
La réponse anti-772 augmente comme l'anti-747 en fonction de l'âge, mais
avec une augmentation beaucoup moins importante, par rapport au taux de
transmission observé entre Ndiop et Dielmo et par rapport à l'âge. Le taux de
réponses anti-772 mesuré en % de prévalence et en intensité est plus élevé
pour
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37
les individus de bas âge que celui des réponses anti-747, mais moins forte (75
%) que l'anti-747 (85 %) à Dielmo dans les individus immuns.
3.4. Comparaison des réponses induites par des stades différents du
parasite
Nous avions le privilège d'être en possession de cellules issues d'individus
immunisés avec des sporozoïtes irradiés, et de sérums provenant de personnes
exposées de façon différente à l'infection parasitaire.
3.4.1. Réponses cellulaires
Toutes ces études ont été effectuées en étroite collaboration avec Jean-
Pierre Sauzet dans le laboratoire. Compte tenu du peu de matériel dont nous
disposions, nous avons restreint les analyses afin de détecter ce que nous
avions
précédemment défini comme un des critères importants (rôle dans la protection)
pour l'évaluation d'un potentiel vaccinal au stade pré-érythrocytaire. Nous
avons
étudié la sécrétion de IFN-y de cellules issues de 2 individus immunisés avec
des
sporozoïtes irradiés de P. falciparum, car nous avions observé, lors de
l'analyse
d'autres antigènes, et en particulier de LSA3, un candidat vaccin étudié dans
notre laboratoire (Daubersies et al., 2000), que le taux de sécrétion de cette
cytokine semble être corrélé à la protection. Chez ces deux volontaires, le
nombre de cellules sécrétant l'IFN-y contre DG747 et DG772 est aussi élevé que
pour les recombinants issus de LSA3 (729 et PC), (figure 3.6a). De plus, nous
avons examiné si les réponses immunes cellulaires mesurées par la
prolifération
de lymphocytes T et la sécrétion d'IFN-~y différaient entre deux chimpanzés
immunisés avec les sporozo'ites irradiés de P. falciparum, mais dont un
n'était
pas protégé, (figure 3.6b et figure 4.3).
Les cellules du système immunitaire de l'animal immunisé avec les
sporozoïtes irradiés viables (18 kRad) et ultérieurement protégé, ont reconnu
les
antigènes DG747 et DG772, ainsi que l'ont fait les cellules de l'animal
immunisé
avec des sporozoïtes irradiés non-viables (30 kRad), et pas protégé lors d'une
infection d'épreuve.
CA 02346968 2001-05-23
38
Les proliférations lymphocytaires sont à la limite de la valeur seuil, tandis
que les taux de sécrétion d'IFN-y sont élevés, aussi bien pour la quantité de
cytokine détectée que pour le nombre de cellules sécrétrices (détecté par
Elispot). Ceci est valable aussi bien pour les animaux efficacement immunisés
et
ceux n'étant pas protégés. Cependant, il semble que les taux de réponses sont
plus élevés pour les animaux immunisés avec les sporozoïtes irradiés de 30
kRad. Les réponses induites par 747 sont plus fortes que celles qu'induit 772,
et
les deux plus fortes que celles induites par LSA3.
Les cellules prélevées sur des animaux ayant subi une immunisation
supplémentaire par les sporozoïtes irradiés ont été endommagées lors du
transport à partir du centre de primatologie en Afrique, et nous n'avons donc
pas
pu étudier la présence d'un « boost » induit contre ces antigènes.
3.4.2. Étude des réponses humorales
Nous n'étions pas en possession des cellules de tous les groupes humains
exposés de façon différente à l'infection parasitaire, mais nous avons pu
étude en
détail la réponse humorale (isotypes d'IgG) de volontaires immunisés avec des
sporozoïtes irradiés (ISS, seulement exposés aux stades pré-érythrocytaires),
d'individus naturellement immuns vivant en zone de forte endémie (exposés à
tous les stades du parasite), et d'un individu ayant été accidentellement
infecté
par le paludisme par transfusion sanguine, (uniquement exposé aux stades
sanguins) (figure 3.7a et 3.7b).
Pour les deux antigènes, la différence la plus grande est observée pour
l'isotype cytophile IgG1 dont le taux est beaucoup plus élevé dans le sérum
d'individus immuns (SHl) que dans le sérum issu du malade infecté par
transfusion ou de volontaires ISS. Les réponses de ces deux derniers groupes
sont assez semblables et ne font pas apparaître de déséquilibre entre
anticorps
cytophiles (IgG1 et IgG3) et non cytophiles (IgG2 et IgG4). Nous avons en
outre
remarqué que le sérum issu d'un individu exposé longuement au parasite, mais
sous prophylaxie permanente (le PM), a le même profil en isotypes que les ISS.
CA 02346968 2001-05-23
39
3.5. lmmunogénicité chez la souris
Des souris de deux souches différentes ont été immunisées avec les
recombinants sous formes de protéines, avec des adjuvants différents ou sous
forme de constructions d'ADN « nu », sans adjuvant.
Une étude préliminaire avec une construction ADN nu ne comportant pas
de séquence signal permettant l'exportation de la protéine synthétisée a été
effectuée. Les souris immunisées n'ont généré aucune réponse humorale, que
cela soit pour ces deux antigènes ou pour d'autres étudiés simultanément.
Cependant, nous avons détecté des réponses cellulaires spécifiques anti-747 et
anti-772. Aussi bien les proliférations de lymphocytes T que le taux de
sécrétion
d'IFN-y ont été testés pour deux souches de souris, la C3H et la BALB/c. Les
profils de réponses sont présentés dans les tableaux 3.1 a et 3.1 b où l'on
peut
remarquer que pour le cas des réponses cellulaires de souris immunisées avec
pNAK747, il y a aussi bien des stimulations de prolifération que de sécrétion
d'IFN-y, tandis que pour pNAK772, les proliférations des cellules T ont été
très
peu stimulées par rapport à la stimulation de sécrétion d'IFN-y qui est
considérable. Parmi toutes les souris immunisées, le niveau le plus élevé de
sécrétions d'IFN-y est observé lorsque le niveau de stimulation de
prolifération
est le plus bas.
Les vaccinations par les autres formulations (protéine recombinante et
ADN nu avec une séquence signal) ont toutes induit une réponse humorale chez
les souris (figure 3.8). Tous les sérums issus de ces souris immunisées
reconnaissent la protéine native en tests d'IF/ et le marquage correspond avec
celui observé pour les anticorps humains immunopurifiés.
Les réponses anti-747 présentent un profil similaire pour toutes les souris
immunisées et toutes les formulations utilisées, avec une réponse isotypique à
prépondérance IgG2b. Les réponses anti-772 sont aussi similaires entre souris
et
formulations de vaccins, mais avec une nette prédominance des IgG1. Le profil
isotypique dépend donc de l'immunogène plus que du mode de présentation
utilisé. Cependant, les titres à point final sont beaucoup plus élevés lorsque
l'on
immunise avec des protéines recombinantes (1/200.000) par rapport à l'ADN
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(1/2000), et les titres des sérums de souris immunisées avec His6-772 sont
plus
élevés que ceux des Hiss-747.
Puisque nous avions observé une réactivité croisée avec le stade
sporozoïte de P. yoelü, nous avons testé le potentiel protecteur de ces
antigènes
5 par l'infection avec des sporozoïtes de cette espèce de souris immunisées
avec
les protéines recombinantes. La parasitémie a été suivie par l'observation des
formes sanguines sur des frottis à partir du jour 3 de l'infection et pendant
12
jours consécutifs. Nous n'avons observé aucune protection quelle que soit la
souche de souris utilisée, car la parasitémie a été détectée au même jour que
10 celle des souris non immunisées, et la courbe était semblable à celle des
souris
témoins (résultats non-montrés).
3.6 Données supplémentaires
3.6.1 DG772
15 Par RT-PCR sur l'ARN total issu de sporozoïtes et de parasites sanguins,
les inventeurs ont pu déterminer les sites d'épissage de l'ARN messager
correspondant au gène codant. La séquence des amorces a été extraite des
données du génome de Plasmodium falciparum.
Les produits d'amplification sont de tailles identiques dans les stades
20 sporozoïtes et les stades sanguins, et diffèrent de la taille du produit
obtenu par
amplification de l'ADN génomique et par séquençage les sites d'épissages se
sont avérés d'être identiques (voir les introns indiqués dans la figure).
Le gène codant pour DG772 appartient à une famille de protéines
identifiés par un motif partagé. Toutes les protéines de la famille des EBP
25 (Erythrocyte Binding Proteins) partagent des motifs conservés de résidus
cystéine dont l'agencement est similaire pour toutes les protéines. Cependant,
le
degré d'identité ne dépasse pas 31 % (max. 57 % d'homologie), même dans les
régions les plus conservées.
30 3.6.2 Tests d'immunogénicité envisagés dans les humains.
D'après nos résultats obtenus dans les souris, nous pouvons confirmer
que les antigènes DG747 et DG772 employés aussi bien sous forme d'ADN que
CA 02346968 2001-05-23
41
sous forme de protéine recombinante sont immunogènes. De plus, du fait que les
protéines recombinantes sont reconnues par des individus immunisés et
protégés contre l'infection par des sporozoïtes de Plasmodiurn falciparum
indiquerait un rôle de ces antigènes dans l'immunité pré-érythrocytaire. Un
test
dans des primates, et en particulier des chimpanzés va nous permettre des
résultats préliminaires qui nous permettront de choisir la formulation
optimale
pour des tests cliniques chez l'humain.
Dans les essais de phase I, afin d'étudier l'immunogénicité et la sûreté du
produit, nous envisageons trois formulations toutes préparées dans des
conditions GMP: 1) l'antigène sous forme de protéine recombinante purifiée à
partir de la bactérie Lactococcuc lactis (utilisation permise dans les
humains)
adjuvée avec l'adjuvant SBAS2 (GSK) ; 2) la construction d'ADN dans le vecteur
VicaIT"" (Avantis Pasteur) ; et 3) des lipopeptides synthétiques injectés sans
aucun adjuvant (v. LSA3) . Ces formulations vont être distribuées par
injection
sous-cutanée (au niveau du deltoïde). Par des tests préliminaires, nous savons
que les antigènes Hiss-747 et His6-772 induisent des réponses cellulaires et
des
réponses humorales chez des individus n'ayant été exposés uniquement aux
stades pré-érythrocytaires. Nous allons ensuite étudier les réponses
cellulaires et
les réponses humorales des individus immunisés par les formulations choisies
en
les comparant avec celles observées dans des individus immunisés avec des
sporozoïtes atténués par irradiation et protégés contre une infection
d'épreuve
avec des sporozoïtes non-atténués. En fonction de ces réponses, une infection
d'épreuve avec des sporozo'ites de Plasmodium falciparum sera envisagée.
3.6.3 Homologie avec d'autres séguences nucléotidiques.
Une hybridation par Southern blot dans les conditions stringentes standard
(0.1 X SSC, 80 °C) ne donnerait lieu à aucune autre hybridation qu'avec
le gène
correspondant.
3.6.4 Recherche d'homologie par des moyens bioinformatiaue
Les recherches ont été effectuées avec le logiciel BLAST (tblastx et blastn)
sur toutes les bases de données disponibles du génome de Plasmodium
CA 02346968 2001-05-23
42
falciparum ainsi que les bases de données d'autres organismes. Les paramètres
utilisées sont les paramètres de défaut trouvées sur les site
http://vvww.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/
3.7 Discussion
Ce travail qui fait partie de l'étude des antigènes exprimés aux stades pré-
érythrocytaires nous a permis une première caractérisation et l'évaluation du
potentiel vaccinal de deux nouveaux antigènes de P. falciparum. Ces deux
antigènes ont des caractéristiques différentes au niveau moléculaire. D'une
part,
la protéine dont fait partie le DG747 contient des répétitions, tandis que la
molécule contenant le DG772 n'a aucune répétition directe. Le gène Pfb0155c
codant pour DG747 est petit (1524 bp) et contient une région répétitive à
laquelle
appartient DG747. Nous n'avons pas pu détecter la présence du gène par PCR
dans toutes les souches, ni pu observer une réactivité avec toutes les souches
de sporozoïtes étudiées. L'absence observée peut être due à une réelle
délétion
du gène ou aux procédures expérimentales. En effet, une des amorces utilisées
pour la détection de la partie codante pour DG747 chevauche la partie
répétitive,
ce qui peut entraîner une difficulté à amplifier un gène contenant une
répétition
plus grande, ou à détecter un gène contenant moins de répétitions. De plus,
ceci
est aussi le cas pour la détection en immunofluorescence indirecte où un
nombre
éventuel de variations de répétitions peut changer l'affinité des anticorps
spécifiques, si l'epitope cible chevauche cette région. L'expression détectée
par
IFI semble être présente tout au long du cycle parasitaire asexué dans l'hôte
vertébré (nous n'avons pas analysé les stades sexués). Malgré la présence de
répétitions dans le DG747, nous n'avons pas détecté de réactivité croisée avec
d'autres antigènes de P, falciparum. La séquence du gène entier n'a pas
d'homologie avec d'autres protéines plasmodiales jusqu'ici identifiées, et
nous
n'avons pas encore d'indications sur une fonction biologique éventuelle.
Le DG772 ne contient pas de répétitions et sa présence semble être
constante, qu'elle soit détectée par PCR ou par IFI. Au niveau biologique, le
gène
codant pour DG772 s'avère être intéressant. Nous avons trouvé par homologie
de séquence que ce gène de 5300 bp de cadre de lecture ouverte fait partie de
la
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43
famille des EBP (Erythrocyte Binding Protein) (Adams et al., 1992), mais que
la
séquence de DG772 n'appartient pas aux régions conservées de cette famille, il
ne partage qu'une petite partie de séquences avec l'extrémité N-terminale de
la
région 3'cys. D'ailleurs, il n'a pas de réactivités croisées ni d'homologie de
séquence avec DG249, un autre clone faisant partie d'une des parties consensus
du gène codant pour EBA-175. II se peut que DG772 fasse partie d'une région
qui confère une particularité à chaque molécule de cette famille. La présence
de
deux molécules de la famille d'EBP (EBA-175 et 772) sur les sporozoïtes
pourrait
impliquer qu'il existe plusieurs molécules de cette famille qui
interviendraient de
façon alternative dans le processus d'invasion comme décrit dans les stades
sanguins.
Une connaissance de la prévalence est utile lors de l'évaluation d'un
candidat vaccin, et les prévalences obtenues pour DG747 et DG772, de 85% et
75 % ,sont importantes. Cette étude a montré l'antigénicité importante d'un
petite
partie des deux molécules, et a suggéré qu'il y aurait un intérêt à étudier
plus en
détail d'autres epitopes de la même molécule. La réponse humorale détectée
contre DG747 et DG772 dans des individus exposés en permanence indique qu'il
y a une prépondérance en réponse IgG1 (type cytophile) développée lors d'une
exposition soutenue qui n'est pas retrouvée dans le cas de paludisme
transfusionnel. Par contre, les profils de réponses humorales obtenus pour
deux
groupes exposés aux stades pré-érythrocytaires à plus ou moins longue durée
(PM et ISS) se ressemblent, et le niveau d'IgG1 est bas, ce qui indique que
cet
isotype traduit l'exposition répétée de l'antigène aux stades sanguins.
L'étude
des réponses cellulaires dans ces mêmes zones devra être effectuée afin
d'avoir
une notion plus précise des réponses immunitaires induites par ces antigènes.
Aux stades pré-érythrocytaires, nous avons observé une induction de
réponse cellulaire par ces antigènes aussi bien dans des chimpanzés que chez
des humains. Nous avons observé la sécrétion IFN-y, décrit comme un facteur
intervenant dans la protection contre les stades pré-érythrocytaires. La
différence
de réponse observée chez les chimpanzés en fonction de la dose d'irradiation
pourrait signifier que les antigènes sont reconnus aussi bien sur les
sporozoïtes
que dans les stades hépatiques. En effet, les sporozoïtes irradiés à 30 kRad
sont
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44
incapables de pénétrer dans l'hépatocyte, et les réponses détectées sont donc
seulement dues à cette exposition, tandis que les sporozoïtes irradiés à 18
kRad
se développent dans l'hépatocyte, et les réponses détectées sont donc dues à
ce
stade. II serait intéressant d'étudier de plus près les réponses induites dans
ces
deux animaux (restriction MHC1), et l'induction de « boost » de réponse lors
de
plusieurs immunisations successives. Ce travail a aussi montré que dans ces
deux fragments d'antigènes, il existe aussi bien des épitopes T que des
épitopes
B.
L'immunogénicité induite par les deux antigènes dans la souris est
différente avec une prédominance d'IgG1 pour le DG772, qui n'est pas observée
pour DG747. Par contre, nous n'avons observé aucune différence dans les
réponses en fonction des formulations, ce qui est intéressant car la
présentation
des molécules n'est pas identique pour chaque formulation. Les réponses
cellulaires uniquement obtenues pour la formulation n'ayant pas induit de
réponses humorales détectables montre qu'il y a eu aussi bien des
proliférations
de lymphocytes, que des sécrétions d'IFN-y en fonction des souris. Les
sécrétions d'IFN-y ont tendance à être plus élevées lorsque les taux de
prolifération sont bas, mais ceci reste à être étudié plus précisément avec un
nombre plus élevé de souris. L'absence de protection des souris immunisées ne
permet pas d'exclure une protection chez l'homme ou par infection avec P.
falciparum car les épitopes cibles ne sont pas nécessairement les mëmes. Afin
d'étudier un rôle dans l'interaction P. falciparumlhôte vertébré, nous avons à
disposition un modèle in vitro avec des hépatocytes humains et des sporozoïtes
de P. falciparum qui permettront l'étude de l'inhibition de l'invasion, et les
études
in vivo seront possibles dans un modèle de singes AotusIP. falciparum qui se
trouve en Colombie. Actuellement, nous sommes en train d'effectuer le travail
nécessaire pour compléter les analyses entamées sur ces antigènes pour ce qui
est de l'immunogénicité.
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Tableau D1:Récapitulatif des antigènes pré-érythrocytaires du paludisme
connus à présent*.
Antigne Rfrences ' Stades Localisation'Structures
d'expression Intron
' Reps
S
H
SSA
SSS
CS (Nardin et al., 1982) + j - - CHR3 + +
LSA1 (Gurin-Marchand et al.,+ j,m - - CHR4 - +
1987)
TRAP (Robson et al., 1988) + j,m m - CHR13 - +
PfHsp70 (Renia et al., 1990) + j,m j,m - CHR13 +
STARP (Fidock et al.. 1994) + j,m - - CHR12 + +
EXP-1 (Koenen et al., 1984), - m j,m Nt CHR12 - +
lSanchez et al., 1994)
Pfs16 (Bruce et al., 1990) + nt - + ? - -
SALSA (Bottius et al., 1996) + j,m - - CHR2 + -
LSA3 fDaubersies et al., + j,m - - CHR2 + +
2000)
PfEMP3 (Pasloske et al., 1993),+ j,m j,m - CHR2 + +
(Grner et al., 2001)
GLURP (Borre et al., 1991 + m j,m Nt CHR10 - +
)
EBA-175 (Camus and Hadley, 1985)+ j,m j,m - CHR4,13 +
DG?47., ~:~ : - ~,. ' j,m j,m.:- CHR~, ~ +
' + _ ' _ ' ~.
,
aG772 + j, '..j, CHR1 +
:: rn m ,
* Les antigènes en gris sont les antigènes caractérisés dans cette demande.
5 NT : Non testé
1 : La présence aux stades pré-érythrocytaires d'autres antigènes (MSP-1) a
aussi été suggérée,
mais les résultats préliminaires restent à confirmer. Les références
soulignées indiquent l'année
de découverte de l'expression pré-érythrocytaire.
2. S : sporozoïte ; H : Stade hépatique jeune et mûr ; SSA : Stade Sanguin
asexué jeune et mûr ;
10 SSS : Stade sanguin sexué. 3. ST : sub-télomérique. Les caractères en gras
indiquent la forme
du stade où le marquage est le plus intense.
3. La plupart des localisations chromosomales a été faites par recherche
d'homologie sur des
bases de données
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46
Tableau 3.1a: Stimulation de proliférations cellulaires et de sécrétion
d'IFN-y par Hiss-747 après 3 immunisations avec pNAK747.
Prolifration Interfron
Souche de sourislymphocytaire gamma
Index de stimulation IU/ml
Hiss-747 GEX- Hiss-747
NN GEX- NN
C3H 8.63.0 3.21.1 7.00.4 4.010.9
C3H 23.65.9 8.82.9 7.00.7 4.00.2
C3H 3.00.9 1.10.1 16.011.9 1.02.1
Positifs 2/3 - 1/3
BALB/c 2.70.2 1.30.2 40.05.0 24.03.0
BALB/c 23.64.3 3.00.3 15.04.4 8.01.8
BALB/c 33.77.2 5.90.3 16.011.5 10.04.2
Positifs 213 - 3l3 -
pGEX-NN : antigène de P. falciparum non cross-réactif avec Hiss-747.
Les résultats positifs sont en gras.
Tableau 3.1 b: Stimulation de proliférations cellulaires et de sécrétion
d'IFNJy par Hiss-772 après 3 immunisations avec pNAK772.
Prolifration Interfron
souche de sourislymphocytaire gamma
Index de stimulation IUlml
Hiss-772 GEX- Hiss-772
NN GEX- NN
C3H 0.90.1 0.70.1 23.912.0 10.712.9
C3H 0.90.2 0.60.1 1.72.0 3.32.1
C3H 0.80.2 0.90.2 6.60.1 5.82.6
Positifs 013 - 113 --
BALB/c 3.50.3 - - - 2.70.4 24.02.2 1~.83.0
_ -
BALB/c 1.90.3 1.20.4 31.37.1 5.60.9
BALBIc 3.20.9 1.50.2 25.012.1 6.91.5
Positifs 1I3 ~ - ~ 313 -
pGEX-NN : antigène de P. falciparum non cross-réactif avec Hiss-772.
Les résultats positifs sont en gras
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Tableau 4.1: Réponses cellulaires de souris après 5 immunisations avec
pNAK438*.
souris Prolifration (1.S.)Scrtion d'IFN-y Anticorps
C3H 2.30.3 2.22.0 -
C3H 1.81.1 15.64.0 -
C3H 3.21.3 0.50.2 -
Positifs 2/3 113
BALB/c 4.3 1.6 26.2 6.3 -
BALB/c 5.30.6 29.38.5 -
BALB/c 15.32.2 12.78.7 -
Positifs 3I3 313
* Les taux de réponses sont représentés par rapport aux réponses obtenues par
une valeur seuil.
La valeur seuil est calculée en faisant la moyenne des réponses d'animaux non-
immunisés et
celle des animaux immunisés contre un antigène non-relevant, comme l'OspC, une
protéine de la
Borrelia burgdorferi.
Tableau 4.2: Détection d'expression par IFI avec des anticorps humains
immunopurifiés ou des sérums de souris spécifiques
anti-Hiss-680
a-Hiss-680
Parasites* souris ou humains
Sporozotes P. falciparum ++
NF54
Sporozotes P. yoel clone ++
1.1
Stade hpatique P. falciparum ++
Stade sanguin T23 ++/+++ (75%)
anneaux/schizontes ++/+++ (75%)
Stade sanguin NF54
anneaux/schizontes
* Les sporozo~ites de Plasmodium falciparum viennent de la souche NF54.
T23: souche de provenance thaï; NF54 souche d'origine africaine.
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48
Tableau 5.1: Réactivités croisées détectées en Western blots entre les
Réaction forte
Réaction moyenne
E : anticorps immunopurifiés (élués) sur les protéines recombinantes
correspondantes.
P : protéine recombinante.
Tableau 5.2: Réactivités croisées au niveau nucléotidique entre les clones
de la famille Pfl1-1*
clones PM PCR571 1 sonde contrle
43 +++ ++
88 ++ 0
322 +++++ +++++
525 ++++ +++++
563 ++++ ++++
571 +++++ +++++
676f +++++ ++++
729E +++ +++++
263 ++++ NT
381 ++ NT
._
-
453 +++ I NT
l
* L'intensité du signal est symbolisé par des croix.
NT : non testé.
membres de la famille Pf11-1
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Tableau 5.3 : Homologies de séquences des clones étudiés par BLAST
Taille Rptitions Homologie Degr d'homologie
nuclotidique'acides amins avec 571
lone (bp) Nuclotides Nuclotides
Protines Protines
DG43 900 PIVeELLEE Pf11-1 Part 1 :94 %, 80%, 80%
100% (=88)
DG88 900 PIVeELLEE Pf11-1 Part 1 :94 %, Idem DG43
100%(=43)
DG263-7253 Non P, falciparum Chr 12 -
95%, 60%
DG263-8176 Non P. f. CHR12 95%, 45% -
humain chr22 58%
DG322-1500, - - -
DG322-22000 PeeVLEEvI Pf11-1 86 %, 65% 79% -
DG381 400 PEkIvEEVI plastid tRNA 100%, CHR2-
71%
DG453 300 PIVEEvVEE Pf11-1 Part 2 88%, 83% 93%, 72%
DG525 450 PeIeEVEvI GLURP R2 98%, 100% -
DG563 438 PIVEEvvEE Pf11-1 Part 4 : 86%, 75%, 56%,
Part 1 68%
DG571 550 PEEiIEEiv Pf11-1 Part 5 87 %, 100 %, 100%
55%
DG676f 2000 PvVEEvLEE Pf11.1 Part 488 %, Part74%, 44%
5 75%
DG729E 1.7 - ma13P5100% -
1 : Taille estimée par rapport aux produits PCR obtenus, ou la taille précise
lorsque le clone entier
a été séquencé.
CHR : Chromosome; part : partie
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Tableau 5.4: Réactivité en IFI testés avec des anticorps spécifiques aux
Hiss-571 et Vi571
Parasites a-Hiss-571, aVi571
souris ou humains
Sporozotes P. falciparum NF54 ++
Sporozotes P. yoel clone 1.1 ++
Stade hpatique P. falciparum ++
Stade sanguin T23 anneaux/schizontes++/+++ (75%)
Stade sanguin NF54 anneaux/schizontes++/+++ (75%)
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51
Tableau 5.5: Réponses cellulaires des souris immunisées avec pNAK571
Prolifration Interfron
souche de sourislymphocytaire gamma
Index de stimulation IU/ml
571 pGEX NNpGEX 571 pGEX
NNpGEX
C3H morte 0.9 0.1 0.7 0.05 31.0 2.5 21.2110.6
C3H 0.90.2 0.70.1 30.22.6 10.502.03
C3H 0.80.2 0.90.2 16.80.1 6.652.8
Positifs 013 - 213 -
BALB/c 3.50.3 2.70.13 23.1 0.9 10.362.2
BALB/c 1.90.3 1.20.1 15.92.1 8.633.9
BALB/c (morte) 3.20.9 1.50.1 5.31.3 1.060.5
Positifs 213 - 313 -
NNpGEX : recombinant de fusion GST de LSA3 non relevant.
Bien que la présente invention ait été décrite par rapport aux réalisation
concrètes et privilégiée, il apparaîtra toutefois évident aux personnes
versées
dans l'art ou la science en cause qu'il est possible d'introduire un certains
nombres de variations et modifications sans déroger à la portée de l'invention
décrite dans ce document.
