Analyse de la réponse immunitaire associée à la protection contre les stades pré-erythrocytaires de p. Falciparum : l'aotus lemurinus griseimembra comme modèle pour la recherche d'un vaccin contre le paludisme

Analysis of immune responses related to protection against P. Falciparum pre-erythrocytic stages : aotus lemurinus griseimembra as a model for malaria vaccine research

• Auteur / Autrice : Blanca-liliana Perlaza
• Direction : Pierre Druilhe, Socrates Herrera
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences médicales. Immunologie
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Rouen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Expérimentation animale

Médicaments

Paludisme

Résumé

Le paludisme est une des maladies infectieuses les plus meurtrières pour l'homme. Le développement d'un vaccin contre Plasmodium falciparum, l'agent responsable du paludisme léthal, repose sur l'identification des antigènes cibles de mécanismes immuns protecteurs et sur l'utilisation de modèles animaux appropriés pour l'induction et l'étude de tels mécanismes in vivo. Notre laboratoire a identifié et caractérisé une série d'antigènes pré-érythrocytaires de P. Falciparum (LSA1, LSA3, SALSA et STARP). Parmi eux, LSA3 est le plus prometteur du point de vue vaccinal, et ce, dans différents modèles animaux. La présente thèse décrit les réponses immunitaires induites chez l'animal par ces antigènes, et confirme le potentiel vaccinal de la molécule LSA3 dans deux modèles d'étude pré-cliniques: la souris et le singe Aotus. L'Aotus lemurinus griseimembra est un petit singe du nouveau monde. Nous avons pu, i) confirmer que cette espèce est sensible à l'infection par des sporozoïtes de P. Falciparum; ii), définir les conditions de maintien du parasite par passages cycliques entre Aotus et moustiques; iii) montrer l'induction de réponses immunes humorales et cellulaires chez des singes immunisés soit avec un mélange de 4 lipopeptides dérivés des 4 antigènes, soit avec des protéines recombinantes de LSA3, enfin, iv), pour la première fois, nous avons pu induire une protection contre une infection d'épreuve par des sporozoites de P. Falciparum chez des singes Aotus immunisés par LSA3. Grâce aux progrès dans la synthèse des peptides, nous avons utilisé 17 peptides synthétiques longs (PSL) couvrant l'ensemble de la protéine LSA3 pour confirmer la bonne antigénicité de la molécule chez des individus naturellement infectés par P. Falciparum. En outre, ces PSL se sont révélés fortement immunogènes chez la souris, induisant des réponses T auxiliaires, CTL et anticorps spécifiques. De même, de fortes réponses de type Th1 ont été induites contre différentes régions de la molécule chez des souris immunisées par de l'ADN plasmidique codant LSA3. Ce même protocole d'immunisation nous a permis de protéger des souris contre une infection d'épreuve par des sporozoites de P. Yoelii. L'ensemble de ces données renforcent l'intérêt vaccinal de la molécule LSA3 et valident en même temps le singe Aotus comme modèle d'étude pré­clinique pour le développement de vaccins pré-érythrocytaires contre la malaria. Ils offrent la perspective d'études sur les étapes encore mal connues du développement pré-érythrocytaire de P. Falciparum.

Malaria is one of the most evasive infectious diseases in the world. The development of a vaccine against the human malaria parasite Plasrnodium falciparum requires first, the identification of the parasitic antigens involved in protection, and second, the use of appropriate animal models to study protective immune mechanisms and to optimize immunization protocols intended to induce them. A subset of P. Falciparum pre­erythrocytic antigens (LSA l, LSA3, SALSA and STARP) have been identified and characterized. Among them, LSA3 displayed promising antigenic, immunogenic and protective efficacy in différent animal models. The current thesis describes the immune responses induced by these antigens, particularly the immunogenicity and protective potential of LSA3 in mice and Aotus monkeys. Aotus lemurinus griseirnembra is a small New World monkey. We confirmed that the species A. /. Griseimembra is susceptible to infection by P. Falciparum sporozoites and we were able to maintain the parasite by cyclical passages through Aotns and mosquitoes. When Aotus lemurinus were immunized with either, a mixture of lipopeptides from 4 P. Falciparum pre­erythrocytic antigens or LSA3 recombinant proteins, the monkeys were able to induce high cellular and humoral immune responses, indicating that it is a suitable animal model for evaluating immunogenicity of pre-erythrocytic antigens. Finally, for the first time we report evidence of protection against challenge with P. Falciparum sporozoites in Aotus monkeys. Taking advantage of the recent advances in peptide synthesis, we used 17 Long Synthetic Peptides (LSP) covering all the LSA3 protein to confirm the antigenicity of LSA3 antigen in individuals highly exposed to natural P. Falciparum infections. In addition, these LSP were found to be strongly immunogenic in mice, eliciting T-helper, CTL responses and specific antibody production. On the other hands, LSA3-DNA-based immunization in mice induced high immune responses against different regions of the molecule and preferentially generated responses Th 1-type. Moreover, this immunization protocol was able to induce protection against the challenge with P. Yoelii sporozoites. These findings confirm previous results about the vaccine potential of LSA3 and allow to validate Aolus monkeys as model for pre­erythrocytic malaria vaccines research. They open the way to a great number of future studies on P. Falciparum pre-erythrocytic stages.