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Une nouvelle option vaccinale, d’origine végétale, contre le charbon humain

Parmi les défis au développement de nouveaux vaccins, la recherche d’une plus grande efficacité doit être concomitante d’une sécurité absolue pour un coût de production maîtrisé. Faire produire un antigène vaccinal par une plante est une voie élégante qui trouve une nouvelle illustration contre le charbon humain endémique aussi en zone intertropicale.

Le charbon animal qui touche principalement les ruminants, est endémique dans de nombreux pays tropicaux. Chez les humains, entre 2 000 et 20 000 cas de charbon d’origine naturelle surviennent annuellement dans le monde. Il s’agit le plus souvent de cas sporadiques, mais des épidémies sont régulièrement rapportées [ePillyTrop].

La vaccination est la mesure prophylactique la plus efficace contre les infections à B. anthracis. Historiquement, la recherche s’est principalement focalisée sur la protéine Protective Antigen (PA) identifiée comme cible pour le développement de vaccin. La protéine PA est sécrétée par le bacille au moment de l’infection et constitue l’un des principaux composants des exotoxines (toxine létale et toxine de l’œdème) responsables de la gravité et de la mortalité de la maladie.

La recherche de nouvelles générations de vaccins demeure nécessaire pour améliorer l’efficacité et la sécurité d’emploi des vaccins mais aussi la rentabilité. Le recours à des plantes modifiées pour produire un antigène, semble un système de production prometteur pour la fabrication de vaccins sous-unitaires, en particulier en raison de la sécurité conférée (par exemple, le manque d’agents pathogènes humains dans la préparation).

Le centre Fraunhofer USA [Chichester et al.] a ainsi développé un système d’expression transitoire de l’antigène vaccinal PA de 83kDa (PA83-FhCMB) au sein d’une variété australienne de tabac (Nicotiana benthamiana). La plante entière était contaminée par une souche d’Agrobacterium tumefaciens, agent désormais classique de génie génétique, abritant un vecteur de lancement hybride. Cette technologie du vecteur de lancement permet d’obtenir des niveaux uniformément élevés d’expression de la protéine cible dans les feuilles de N benthamiana, protéine constituant l’antigène vaccinal.

Des études précliniques [Chichester et al.] avaient démontré que l’immunisation induite par l’antigène PA83 entrainait de fortes réponses immunitaires capables de neutraliser les toxines du charbon dans des modèles de souris et de lapins. Il a été également démontré une protection complète des lapins contre la forme létale aérosolisée du bacille du charbon.

Au niveau clinique, les résultats publiés en février 2022 [Paolino et al.] d’une première étude monocentrique de phase 1 d’escalade de dose du vaccin PA83-FhCMB sont encourageants. Cette étude, réalisée chez 30 volontaires sains de 18 à 49 ans en simple aveugle, visait à évaluer la sécurité et l’immunogénicité du vaccin à 4 doses croissantes (12,5 ; 25 ; 50 et 100 mg). Les volontaires ont reçu un total de 3 doses de vaccin par injection intramusculaire (une tous les 28 jours). La tolérance a été évaluée aux jours 3, 7 et 14 suivant la vaccination. L’immunogénicité a été évaluée aux jours 0, 14, 28, 56, 84 et 180 par des méthodes permettant de mesurer la concentration d’anticorps IgG anti-PA83 et le taux d’anticorps neutralisant la toxine.

L’innocuité et l’immunogénicité du vaccin ont été démontrées aux 4 doses testées sans apparition d’évènements indésirables graves. La réponse immunitaire au vaccin a été dose-dépendante. Le groupe avec la plus forte dose a présenté la réponse la plus immunogène avec un pic d’anticorps IgG anti-PA83 et d’anticorps neutralisant au jour 84, soit 1 mois après la dernière dose de vaccin.

Les auteurs concluent en validant l’intérêt d’un type de production alternatif d’antigène recombinant d’origine végétale et en projetant la poursuite des étapes de développement clinique du vaccin.

Jean-Paul Boutin, SFMTSI

Les articles signés n’engagent pas la responsabilité de la SFMTSI

Références :

Charbon. In : ePILLY Trop. Maladies infectieuses tropicales. Troisième édition web, juin 2022, chapitre 77, 553-557. Editions Alinéa Plus. Disponible à : https://www.infectiologie.com/fr/pillytrop.html.

Chichester JA, Manceva SD, Rhee A, Coffin MV, Musiychuk K, Mett V, et al. A plant-produced protective antigen vaccine confers protection in rabbits against a lethal aerosolized challenge with Bacillus anthracis Ames spores. Hum Vaccin Immunother. 2013 Mar;9(3):544-52. doi: 10.4161/hv.23233

Paolino KM, Regules JA, Moon JE, Ruck RC, Bennett JW, Yusibov V, et al. Safety and immunogenicity of a plant-derived recombinant protective antigen (rPA)-based vaccine against Bacillus anthracis : A Phase 1 dose-escalation study in healthy adults. Vaccine. 2022 Mar;40(12):1864-1871. doi: 10.1016/j.vaccine.2022.01.047

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