Développement d'un vaccin ADN contre le virus du Syndrome Dysgénique et Respiratoire Porcin (SDRP)

par Cindy Bernelin (Bernelin-cottet)

Projet de thèse en Immunologie

Sous la direction de Isabelle Schwartz-cornil et de Nicolas Bertho.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement et Santé , en partenariat avec VIM - Virologie et Immunologie moléculaire - UR 892 INRA Jouy (laboratoire) et de institut des sciences et industries du vivant et de l'environnement (AgroParisTech) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 04-01-2016 .


  • Résumé

    Le virus du Syndrome Dysgénésique et Respiratoire Porcin (SDRP) est l'agent pathogène principal responsable des pertes économiques en industrie porcine dans le monde. Il est induit des troubles de la reproduction chez la truie et des pathologies respiratoires chez le porcelet en croissance, associés à une immunosuppression. Les vaccins disponibles sur le marché ne sont pas satisfaisants. L'objectif du projet de thèse, qui s'inscrit dans un programme européen Horizon2020, est de développer un vaccin ADN sûr, économiquement viable, et efficace contre le SDRP chez le porcelet. La vaccination ADN présente de nombreux atouts (sûreté biologique, stabilité, coût raisonnable, adaptabilité), elle confère une immunité protectrice dans plusieurs modèles infectieux chez la souris, mais elle doit encore être améliorée pour être efficace chez l'homme et les animaux domestiques. Nous proposons d'améliorer son efficacité par le ciblage des cellules dendritiques (DC) de la peau porcine (vaccins DC-ADN), et par l'optimisation de la délivrance dans l'épiderme et le derme, sites riches en DC. Le ciblage des DC sera réalisé par des vaccibodies, plateformes contenant des unités moléculaires ciblées vers les DC et des antigènes du SDRP. Les unités moléculaires choisies sont des chimiokines porcines dont le récepteur est sélectivement exprimé sur les DC, ou des scFv issus d'anticorps monoclonaux. Les vaccins seront administrés par voie intradermique soit à l'aide de patches à aiguilles dissolvables (DMN) soit par électrotransfert. Le projet de thèse consistera à 1) valider des antigènes T du virus SDRP pour leur inclusion dans les vaccins DC-ADN, 2) valider l'interaction de candidats vaccins DC-ADN avec les cellules dendritiques de porc, 3) mettre au point le transfert de plasmides dans la peau de porc par électrotransfert et DMN en fonction de la formulation de l'ADN, 4) évaluer les réponses immunitaires induites chez le porc et la protection contre une épreuve infectieuse SDRP (réponse T et B), 5) analyser la réponse des cellules dendritiques de la peau associée à une induction d'immunité efficace. Au delà de l'intérêt de développement d'un vaccin contre le SDRP, ce projet permettra de démontrer si le ciblage des cellules dendritiques et l'optimisation de la délivrance d'ADN dans la peau conduisent à une amélioration de l'immunisation par ADN chez le porc, avec des perspectives d'application vétérinaire et médicales.

  • Titre traduit

    Development of a vaccine DNA against the Porcin Reproductive and Respiratory Syndrome Virus (PRRSV)


  • Résumé

    The Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus (PRRSV) is the main pathogenic agent responsible for economic losses in the porcine industry wordwide. It induces reproductive disorders in sows and respiratory illnesses in growing piglets, associated to an immuno-dysregulation. Vaccines available on the market are not satisfactory. Objectives and approaches: Our objective is to develop a DNA vaccine against PRRSV, which is safe, economically viable and effective in piglets, and which protects against different viral strains. DNA vaccination presents numerous assets (biological safety, stability, reasonable cost, adaptability), it was shown to confer protective immunity against several pathogens in the mouse model but it needs to be improved to be effective in man and domestic animals. We propose to improve DNA vaccine efficiency in pigs by targeting the skin dendritric cells (DC) (DC-DNA vaccines), and by the optimization of DNA delivery in skin, at sites rich in DC. The targeting of the DC will be achieved by vaccibodies, which are platforms containing DC targeting units fused to PRRSV antigens. The chosen targeting units are porcine receptors which are selectively expressed on the DC, i.e. XCR1 and CD11c, as B cell antigens appear to be highly variable and potentially detrimental to protection, we selected viral T cell antigens conserved across different strains. Vaccines are administered in the skin by patches made of dissolvables needles (DMN), by electroporation, in combination with poly-lactoglycolide acid nanoparticles. Results: we have 1) identified conserved T cell antigens for their inclusion in our DC-DNA vaccines, 2) validated the interactions of some of the DC-DNA vaccines with pig dendritric cells, 3) monitored the plasmid transfection efficacy in pig skin, 4) assessed the B and T cell immune responses induced by the different methods of delivery and by the different DC-targeted DNA vaccines 5) combined DC-DNA vaccine with a modified live PRRSV vaccine in a prime-boost strategy. Altogether our results show that a substantial and broad T cell response against PRRSV can be achieved in swine with DNA vaccination. Our results could also be extrapolated to other pathogens in the pig, with medical and veterinary perspectives of application.