Vaccinologie systémique appliquée à l'étude et l'amélioration de vaccins adénovectorisés et adjuvés

par Manon Broutin

Projet de thèse en Biologie cellulaire et moléculaire

Sous la direction de Bernard Klonjkowski.

Thèses en préparation à Paris Est , dans le cadre de SVS - Sciences de la Vie et de la Santé , en partenariat avec VIRO - Virologie ANSES INRA ENVA (laboratoire) depuis le 01-02-2018 .


  • Résumé

    La vaccination est, à ce jour, un des moyens les plus efficaces pour réduire la morbidité et la mortalité associées aux maladies infectieuses. Seulement, les vaccins disponibles doivent être améliorés pour répondre aux nouveaux enjeux en matière de santé publique et animale. Parmi les différentes stratégies disponibles, des vaccins vivants recombinés sont développés au sein de la plateforme vaccinale de l'UMR 1161 Virologie. Fondés sur le transfert du gène codant l'antigène pour immuniser l'animal, ces vaccins utilisent des vecteurs dérivés de l'adénovirus canin type 2 (CAV2). Cette approche conduit à stimuler fortement une réponse immunitaire innée, très favorable à l'induction d'une protection vaccinale efficace, comme démontré précédemment dans de nombreux essais vaccinaux. En collaboration avec l'entreprise SEPPIC, des travaux ont été initiés afin d'augmenter de manière ciblée l'efficacité de ces vecteurs vaccinaux en leur associant un adjuvant huileux. Bien que cette formulation soit connue pour induire de fortes réponses cellulaires et humorales à l'origine d'une protection vaccinale complète, son mécanisme d'action à l'échelle moléculaire reste méconnu. Dans ce contexte, les équipes industrielle et académique ont pour objectif d'étudier les mécanismes d'action au niveau moléculaire à l'origine de l'efficacité de ce vaccin. Le rôle de chacun des principaux constituants de la formulation vaccinale sera caractérisé par une approche globale de biologie des systèmes. Afin de préciser la démarche méthodologique et les outils moléculaires mis en œuvre, il s'agit en premier lieu d'étudier les modulations du transcriptome de lignées cellulaires en réponse à l'infection par CAV2. L'effet de l'adjuvantation sur le transcriptome sera également étudié chez la souris immunisée. Les signatures transcriptomiques associées à cette formulation vaccinale seront ensuite explorées chez le porc par RNA-Seq. Les données générées seront alors confrontées aux précédents résultats afin d'évaluer la pertinence du modèle souris et des modèles de cultures cellulaires. Les résultats engendrés pourraient guider la compréhension des éléments mécanistiques propres à l'adjuvant et aux vaccins adénovectorisés. Et idéalement, la caractérisation de signatures transcriptomiques permettrait d'identifier des biomarqueurs prédictifs de l'efficacité vaccinale ou encore de tester de multiples formulations vaccinales en quelques jours. Ces travaux pourraient ainsi contribuer au développement de vaccins plus efficaces tout en réduisant la durée, les coûts et les expérimentations animales.

  • Titre traduit

    Systems vaccinology applied to study and improvement of adenovirus vectored and adjuvanted vaccines


  • Résumé

    Vaccination is one of the most effective means of reducing morbidity and mortality associated with infectious diseases. Nevertheless, available vaccines must be improved so as to address new challenges in public and animal health. Recombinant live vaccines are convenient tools that rely on transfer of gene-encoded antigen for induction of immune responses in immunized animals. Within the vaccination platform of UMR 1161 Virology, such vaccines have been derived from canine adenovirus type 2 (CAV2). Adenoviral vectors trigger vaccine protection principally through potent stimulation of innate immune responses, as demonstrated in many vaccine trials. In collaboration with SEPPIC, work has been initiated to increase efficacy of these vaccine vectors by combining them with an oily adjuvant. Although this formulation is known to induce both B- and T-cell responses that can provide complete vaccine protection, its mode of action at the molecular level remains poorly understood. The industrial and academic teams aim therefore to study the early molecular mechanisms underlying long-term efficacy of live recombinant vaccines. The role of each major component of this vaccine formulation will be characterized by using a global approach based on systems biology. In order to detail the methodological approach and molecular tools, the transcriptomic response to CAV2 infection will first be analyzed in cell lines. The impact of adjuvant on the host transcriptome will then be explored in immunized mice. Finally, the transcriptomic signatures associated with the vaccine formulation will be investigated in pigs by RNA-Seq. These last data will be compared with the previous results to evaluate the relevance of mouse and cell culture models. This work will shed light on the mechanistic features specific to water-in-oil-in-water emulsion and adenovirus-vectored vaccines. Ideally, the characterization of transcriptomic signatures may also allow identification of predictive biomarkers for vaccine efficacy, which would provide the opportunity to evaluate candidate vaccine formulations in a matter of only a few days. All together, these data could contribute to the development of more potent vaccines while reducing duration, cost and recourse to animal experimentation.