Brevet FR2711670A1 — publié le 19950505

La présente demande a pour objet un vecteur pour l'immunisation à l'encontre d'une hépatite. Elle est en outre relative à une composition contenant ce vecteur. L'immunisation par injection d'ADN nu dans les tissus musculaires a fait l'objet de plusieurs travaux depuis le début des années 1990. Ainsi, ULMER et al.( Science, 259, 1745-1749, 1993) ont obtenu une protection à l'encontre du virus Influenza par induction des lymphocytes T cytotoxiques en injectant dans des quadriceps de souris un plasmide codant pour la nucléoprotéine Influenza A. Le plasmide utilisé porte soit le promoteur du virus du sarcome de Rous soit le promoteur du cytomégalo virus. RAZ et al. ( Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 90, 4523-4527, 1993) ont injecté des vecteurs comprenant le promoteur du virus du sarcome de Rous et un gène codant pour l'interleukine-2, l'interleukine-4 ou le facteur de croissance transformant de type 1l(TGF-1l). Les réponses immunitaires humorale et cellulaire, des souris auxquelles ont été administrés par voie intramusculaire ces plasmides, sont améliorées. WANG et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 90,4156-4160, 1993), ont injecté dans les muscles de souris un plasmide portant un gène codant pour la protéine d'enveloppe du virus HIV-1. L'injection des plasmides a été précédée par un traitement par de la bupivacaine au même endroit dans le muscle. Les auteurs mettent en évidence la présence d'anticorps capables de neutraliser l'infection par le virus HIV-1. On remarquera néanmoins que l'ADN a été injecté deux fois par semaine pour un nombre total de quatre injections. DAVIS et al. ( Compte-Rendu du 28ème Congrès Européen sur le muscle, Bielefeld, Allemagne, 21-25 Septembre 1992) ont injecté des plasmides portant un gène codant pour la luciférase ou la P-galactosidase en prétraitant les muscles par du sucrose ou une cardiotoxine. Les auteurs observent l'expression de la luciférase ou de la 3-galactosidase. Plus récemment, un article paru dans Science et Avenir (Septembre 1993, pages 22-25) indique que WHALEN et DAVIS ont réussi à immuniser des souris contre le virus de l'hépatite B en leur injectant de l'ADN pur du virus dans les muscles. Une injection préalable de toxine de venin de serpent suivie de l'injection d'ADN 5 à 10 jours plus tard est citée de manière générale. Il est précisé que cette méthode n'est pas pratique. Ces travaux avaient été précédés par d'autres expérimentations dans lesquelles différents ADN avaient été injectés, en particulier dans des tissus musculaires. Ainsi, la demande PCT/US 90/01 515 ( publiée sous le n' WO-90/11 092) divulgue diverses constructions plasmidiques pouvant être injectées, en particulier dans des tissus musculaires pour le traitement de la dystrophie musculaire. Néanmoins, ce document précise que l'ADN est préférentiellement injecté dans des liposomes. Il en est de même du brevet canadien CA 362.966 (publié sous le n 1.169.793) qui décrit l'injection intramusculaire de liposomes contenant de l'ADN codant en particulier pour les antigènes HBs et HBc. Les résultats décrits dans ce brevet mentionnent l'expression d'antigènes HBs. La présence d'anticorps anti-HBs n'a pas été recherchée. La demande Internationale PCT/FR 92/00 898 ( publiée sous le n' WO-93/06 223) décrit des vecteurs viraux pouvant être acheminés par la voie sanguine jusqu'à des cellules cibles. Ces vecteurs sont ainsi reconnus par les récepteurs de cellules, telles que des cellules musculaires et peuvent être employés dans le traitement de la dystrophie musculaire ou de la thrombose. Cette demande ne concerne pas l'immunisation à l'encontre de virus tels que par exemple celui de l'hépatite B. Il ressort donc de l'état de la technique cité que, si l'on connaissait déjà des techniques d'immunisation à l'encontre de l'hépatite par injection d'ADN nu, celles-ci présentaient un grand nombre d'inconvénients ne les rendant pas pratiques à mettre en oeuvre. D'autre part, l'ADN nu utilisé pour vacciner des souris était l'ADN pur du virus. Ce type de traitement n'est pas envisageable pour la vaccination humaine, du fait des risques qu'il fait courir aux patients. Enfin, les expérimentations plus anciennes dans lesquelles l'ADN injecté est contenu dans des liposomes n'ont pas démontré de réponse immunitaire. Le demandeur s'est donc attaché à trouver de nouvelles constructions de vecteurs permettant d'immuniser à l'encontre de l'hépatite tout en n'ayant pas de conséquences négatives pour la santé humaine. Il s'est d'autre part attaché à trouver un additif à des compositions contenant ces constructions permettant une dégénérescence efficace du tissu musculaire avant l'injection de l'ADN, et compatible avec les impératifs de la santé humaine. Le demandeur a montré de manière surprenante que l'on pouvait obtenir un niveau d'anticorps efficace et durable largement supérieur au niveau permettant d'obtenir chez l'homme une protection immunitaire efficace et durable à l'encontre de l'infection par le virus de l'hépatite en administrant par injection intramusculaire un vecteur ayant une construction définie, et une substance capable d'induire une nécrose coagulatrice des fibres musculaires. La présente demande a donc pour objet un vecteur nucléotidique comprenant au moins: - un gène ou un ADN complémentaire codant pour au moins une partie d'une protéine de virus, et - un promoteur permettant l'expression de ce gène dans des cellules musculaires. Ledit vecteur peut ne pas se répliquer dans ces cellules. Il peut aussi être réplicatif ce qui permet d'obtenir un nombre élevé de copies par cellule et d'améliorer la réponse immunitaire. Le vecteur est en outre choisi afin d'éviter son intégration au sein de l'ADN cellulaire, de telles intégrations étant connues pour activer les oncogènes et induire la cancérisation des cellules. Le vecteur selon la présente invention est avantageusement un plasmide en partie d'origine bactérienne et portant notamment une origine de réplication bactérienne et un gène permettant sa sélection, tel qu'un gène de résistance à un antibiotique. Ce vecteur peut être aussi pourvu d'une origine de réplication lui permettant de se répliquer dans les cellules musculaires de son hôte, telle qu'une origine de réplication du virus du papillome bovin. Le gène ou l'ADN complémentaire compris dans ce vecteur code avantageusement pour une protéine de structure d'un virus mais il peut aussi coder pour une protéine régulatrice. Le gène ou l'ADN complémentaire porté par ce vecteur peut coder pour au moins une partie d'une protéine du virus d'une hépatite en particulier de l'hépatite B et préférentiellement la protéine HBs, sous l'une de ses formes S, S-préS2 ou S-préS2-préSl, auquel cas le gène est le gène S. Le virus peut aussi être responsable d'une autre hépatite telle qu'une hépatite A ou qu'une hépatite non-A, non-B, telle qu'une hépatite C, E ou delta. Les séquences des gènes ou des protéines des virus de ces hépatites sont décrites ou peuvent être déduites des documents suivants: brevet FR-79 21 811, brevet FR 80.09.039, brevet EP- 81.400.634, brevet FR 84.03.564, brevet EP 91.830.479 et article de Najarian et al. ( Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1985, 82, 2627-2631). Le vecteur peut aussi comprendre des gènes codant au moins en partie pour la protéine gpl60 du virus HIV1 associée à la protéine p25, et/ou à la protéine p55, et/ou à la protéine p18 ou au moins un gène codant pour la protéine Rev du virus HIV1. Le vecteur peut aussi comprendre au lieu d'une protéine d'un virus, une protéine d'un microorganisme pathogène tel qu'une protéine de la bactérie responsable de la diphtérie, de la coqueluche, d'une listériose, la toxine du tétanos etc... Le promoteur porté par ce vecteur est avantageusement le promoteur du cytomégalovirus (CMV). Il peut néanmoins être tout autre promoteur permettant une expression efficace du gène dans les cellules musculaires. Il peut ainsi être: - un promoteur interne ou endogène, c'est-à-dire un promoteur du virus dont est issu le gène; un tel promoteur peut être complété par un élément régulateur du muscle ou d'un autre tissu, en particulier un élément activateur, - un promoteur d'un gène d'une protéine du cytosquelette, en particulier de la desmine tel que décrit par BOLMONT et al. (Journal of submicroscopic cytology and pathology, 1990, 22, 117-122) et ZHENLIN et al. (Gene, 1989, 78, 243-254). De manière générale, le promoteur peut être hétérologue à l'hôte, c'est-à-dire qu'il n'est pas trouvé chez l'hôte de manière naturelle, mais il est avantageusement homologue, tout en étant actif à l'origine dans un tissu autre que le tissu musculaire. Outre le promoteur, le vecteur peut comprendre une séquence de terminaison de la transcription, située en aval du gène. Un tel vecteur peut être le plasmide pCMV/HBS déposé sous le N'I-1370 auprès de la Collection Nationale de Cultures des Microorganismes de l'Institut Pasteur ( CNCM) le 21 Octobre 1993. Il peut aussi être le plasmide pRSV/HBS déposé sous le n I-1371 auprès de la CNCM le 21 Octobre 1993.. Ce plasmide est de structure similaire au pCMV/HBS mais comprend le promoteur du virus du Sarcome de Rous (RSV) au lieu du promoteur du cytomégalovirus (CMV). La présente invention est en outre relative à des séquences nucléotidiques comprenant un promoteur homologue à l'hôte et une autre séquence de régulation pour l'expression d'un gène ou d'un ADN complémentaire codant pour une des protéines citées ci-dessus. La présente invention a en outre pour objet un vaccin ou un médicament contenant au moins un vecteur, ou une séquence nucléotidique, tel que défini ci-dessus. Elle a de plus pour objet une composition capable d'induire une réponse cytotoxique constituée par au moins une séquence nucléotidique exprimée dans les cellules musculaires et comportant un promoteur tel que défini ci-dessus. Elle est encore relative à une composition pharmaceutique non lipidique destinée à l'immunisation à l'encontre d'une infection virale telle qu'une hépatite comprenant au moins d'une part une substance capable d'induire une nécrose coagulatrice des fibres musculaires et d'autre part un vecteur tel que décrit ci-dessus ou comportant une des séquences nucléotidiques telles que décrites ci-dessus complètes ou partielles. On entend par séquence partielle ou séquence codant pour au moins 6 acides aminés. Avantageusement ladite substance est la bupivacaine. D'une manière avantageuse, ladite composition est caractérisée en ce que le vecteur est administré dans le muscle de l'individu à immuniser, au minimum 5 jours après l'administration de la bupivacaine, et sensiblement au même endroit. Une telle pré-administration de bupivacaine permet de manière surprenante d'augmenter l'efficacité de l'administration du vecteur ainsi que l'immunisation de l'individu. Avantageusement, le vecteur est administré dix jours après administration de la bupivacaine, et sensiblement au même endroit dans le muscle de l'individu. La présente composition peut en outre contenir des adjuvants compatibles et pharmaceutiquement acceptables. Une telle composition est préférentiellement administrée par injection intramusculaire. L'injection peut être effectuée à l'aide d'une seringue affectée à cet usage mais aussi à l'aide d'un pistolet à jet liquide tel que celui décrit par FURTH et al. ( 1992, Anal. Biochem.205, 365-368). Les quantités de bupivacaine nécessaires pour obtenir une dégénérescence suffisante du tissu musculaire afin d'obtenir une immunisation optimale sont de l'ordre de 0,10 mg à 0lmg par dose de composition injectable. Les quantités de vecteurs à injecter afin d'obtenir une immunisation optimale de l'individu à l'encontre d'une hépatite varient en fonction de la protéine codée par le gène porté par le vecteur. A titre indicatif, on injectera entre O,1 et 1000 Mg de vecteurs par individu. Les vecteurs pourront être obtenus par les méthodes connues de l'homme du métier, en particulier par synthèse ou par les méthodes du génie génétique. De telles méthodes sont celles décrites en particulier dans le manuel technique: Maniatis T. et al. 1982 - Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor - Ed. New York. La présente invention est illustrée sans aucunement être limitée par les exemples qui suivent dans lesquels: La figure 1 est une représentation schématique du plasmide pRC/CMV-HBs. La figure 2 représente la séquence complète de ce plasmide. EXEMPLE 1: Induction d'anticorps à l'encontre d'un antigène de surface de l'hépatite B par injection séquentielle de bupivacaine et d'un plasmide portant un gène codant pour l'antigène. 1) Matériels et méthodes 1.1 Prétraitement par la bupivacaine. Toutes les expérimentations ont été effectuées sur les muscles du tibia antérieur ( TA) de souris C57BL/6J âgées de 5 à 7 semaines. Un cycle unique de dégénération et de régénération des fibres musculaires est induit dans les muscles du tibia antérieur de souris non anesthésiées, par injection intramusculaire de 50 p1 de marcaine (bupivacaine 0,5 %, DMSO 1%) commercialisée par les Laboratoires Astra, France. La solution est injectée en utilisant une seringue à tuberculose et une aiguille insérée dans un manchon de polyéthylène, afin de limiter la pénétration à une profondeur de 2 mm. La marcaïne étant un anesthésique, les injections dans les jambes droite et gauche sont espacées de 10 à 30 minutes afin d'éviter un surdosage. 1.2. Préparation de l'ADN Le plasmide utilisé a été construit par clonage dans un vecteur pBluescript modifié du fragment de restriction Xho 1- Bgl II du plasmide pCP10 qui contient le gène codant pour l'antigène de surface HBS et des séquences non traduites en amont et en aval incluant le signal de poly-adénylation. Le gène S a été ensuite récupéré par digestion à l'aide des enzymes KpnIBssHII et le fragment a été cloné dans le site du vecteur pRC/CMV commercialisé par In Vitrogen. La construction plasmidique finale a été appelée pCMV-HBS et a été déposé sous le n'I-1370 auprès de la CNCM. Ce plasmide est représenté schématiquement sur la figure 1. Le promoteur CMV est situé entre le nucléotide 228 qui est le site de coupure de la MluI et le nucléotide 896, qui est le site de coupure de la KpnI. Le fragment d'ADN comprenant le gène de structure de l'antigène HBs a été cloné entre les nucleotides 896 et 2852 ( site de la BssH III). Le gène HBs s'étend entre les nucleotides 911 ( site XhoI) et 2768 (site Bgl II). La séquence complète de ce plasmide est représentée sur la figure 2. L'ADN plasmidique purifié a été préparé par les méthodes standard, redissous dans du tampon PBS et stocké à - 20'C jusqu'à l'injection. 1.3 Injection de l'ADN Un à cinq jours après injection de la marcaïne, on a injecté au même endroit l'ADN, la souris étant anesthésiée à l'aide de pentobarbital de sodium (75mg/kg voie intrapéritonéale). La solution d'ADN qui contient 50 mg d'ADN plasmidique et 50 pl de tampon PBS a été injectée à travers la peau dans les muscles en cours de régénération du tibia antérieur par une injection unique intramusculaire. Des injections ont été effectuées de manière bilatérale, dans les deux pattes des souris, chaque animal recevant ainsi au total 100lpg d'ADN plasmidique recombinant. Comme pour l'injection de la marcaine, on injecte la solution d'ADN en utilisant la seringue à tuberculose et l'aiguille précédemment décrite. Dans chaque patte on a effectué une seule injection intramusculaire d'ADN. 2. Résultats Les résultats obtenus sont résumés dans le tableau I ci-après. Ils montrent de manière très claire que l'injection d'ADN après traitement par la marcaine permet d'obtenir des taux importants d'anticorps sériques à l'encontre de l'antigène de surface de l'hépatite B, indiquant une protection des souris à l'encontre du virus de l'hépatite B. Ces résultats sont surprenants, l'analyse de l'état de la technique ne permettant pas de supposer qu'un plasmide permettrait l'induction d'anticorps-anti-HBs pouvant être retrouvés dans le sérum et permettant ainsi une vaccination efficace. La facilité de mise en oeuvre de la vaccination par des plasmides, et le fait qu'il ne soit pas nécessaire de faire des rappels, permet d'envisager une vaccination à grande échelle. EXEMPLE 2: Comparaison de l'efficacité d'injection d'un plasmide en présence et en absence de lipides. Une dose de 10 Mg d'ADN plasmidique du vecteur SV40- Luciférase disponible dans le commerce' ("pGL2-Control Vector" de Promega, référence E1 11) dans 50 p1 de solution physiologique est injectée dans un muscle prétraité avec du sucrose selon la méthode de Davis et al. (Hum. Gene Ther. 4:151-159 (1993)). L'ADN injecté est préalablement mélangé avec des lipides tels que le dioctadécylamidoglycyl spermine (DOGS) ou des mélanges suivants: DOGS + spermidine, et DOGS + polyéthylèneglycol (PEG). L'activité de la luciférase est mesurée 5 jours après l'injection. Ces résultats figurent dans le tableau II ci-après. Ils montrent que la présence de lipides (DOGS) diminue de manière très importante l'efficacité d'injection du plasmide par rapport à une composition sans lipides (témoin). EXEMPLE 3: Induction d'anticorps anti-HBs par injection d'un plasmide portant un promoteur endoqène. Le plasmide appelé pHB.Sl.S2.S. a été obtenu de la manière suivante: Le fragment BgIII-BgIII de 2,4 kilobases du plasmide pCP10, contenant la totalité du gène de l'antigène de surface du virus HBV, est cloné dans le site BamHI du vecteur Bluescript modifié. Le promoteur endogène ( qui se situe dans la région preSl) permet l'expression des protéines de surface préS2.S et S. Les plasmides pCMV-HBS et pHB.S1.S2.S ont été injectés dans le muscle du tibia antérieur de souris. Les résultats figurent dans le tableau III ci-après. Ils montrent que l'injection d'un plasmide portant un promoteur endogène permet d'induire une synthèse d'anticorps anti-HBs suffisante pour une vaccination humaine. TABLEAU I Induction d'anticorps à l'encontre de l'antigène de surface de l'hépatite B. Taux d'anticorps à l'encontre de l'antigène de surface de l'hépatite B dans le sérum (mIU/ml) Description Nombre de avant 15 jours après 35 jours souris l'injection l'injection après l'injec- d'ADN d'ADN tion d'ADN ADN injecté 1 jour après le 5 O moyenne: 56 moyenne: 59 traitement par de 5 à plus de 140 la marcaine ADN injecté jours après le traitement par 5 0 moyenne: 71 la marcaine de 21 à plus de 108 moyenne: 47 TABLEAU II RLU/sec/muscle de Luciférase Pourcentage par rapport Groupe (Moyenne + SEM) RLU = Unité de. au témoin Lumière Relative Témoin 43 082 + 5 419 100 % 4X DOGS 28 + 7 0, 06 % DOGS -Spermidine 50 + 23 0,12 % PEG-DOGS O + 0 0,00 % TABLEAU III Taux d'anticorps anti-HBs Plasmide deux semaines quatre semaines huit semaines après l'injection après l'injection après l'injection pCMV-HBs 191 + 72 (n = 11) 110 + 21 ( n = 11) 560 + 62 ( n = 10) pHB.S1.S2.S 3 + 3 ( n = 7) 117 + 23 ( n = 11!) 372 + 92 ( n = 10) REVENDICATIONS 1. Vecteur nucléotidique comprenant au moins: - un gène ou un ADN complémentaire codant pour au moins une partie d'une protéine d'un virus, et - un promoteur permettant l'expression de ce gène dans des cellules musculaires. 2. Vecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le virus est celui d'une hépatite. 3. Vecteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il ne se réplique pas dans les cellules. 4. Vecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le gène code pour au moins une partie d'une protéine du virus de l'hépatite B. 5. Vecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la protéine est la protéine S,S-préS2 ou S-préS2-PréS1. 6. Vecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le gène est le gène S. 7. Vecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le virus est celui d'une hépatite A ou d'une hépatite non-A, non-B, telle qu'une hépatite C, E ou delta. 8. Vecteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit promoteur est le promoteur du cytomégalovirus. 9. Vecteur selon l'une des revendications 1 à 6 et 8, caractérisé en ce qu'il est le plasmide pCMV-HBS déposé sous le n' 1-1370 auprès de la CNCM le 21 Octobre 1993. 10. Vecteur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est le plasmide pRSV-HBS déposé sous le N'I-1371 auprès de la CNCM le 21 Octobre 1993. 11. Vecteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un promoteur interne. 12. Vecteur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un promoteur d'un gène d'une protéine du cytosquelette. 13. Vecteur selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend le promoteur de la desmine. 14.Vecteur selon l'une des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que le promoteur est homologue à l'hôte auquel doit être administré le vecteur. 15. Vecteur selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend des gènes codant au moins en partie pour la protéine gpl60 du virus HIV1 associée à la protéine p25, et/ou à la protéine p55, et/ou à la protéine p18. 16. Vecteur selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un gène codant pour la protéine Rev du virus HIV1. 17. Séquence nucléotidique comprenant un promoteur homologue à l'hôte et une autre séquence de régulation pour l'expression d'un gène ou d'un ADN complémentaire codant pour S, S-préS2 ou S-préSl-préS2. 18. Séquence nucléotidique comprenant un promoteur homologue à l'hôte et une autre séquence de régulation pour l'expression d'un gène ou d'un ADN complémentaire codant pour la protéine gpl60 associée à p25 et/ou à p55 et/ou à p18. 19. Séquence nucléotidique comprenant un promoteur homologue à l'hôte et une autre séquence de régulation pour l'expression d'un gène ou d'un ADN complémentaire codant pour la protéine Rev. 20. Vaccin, caractérisé en ce qu'il contient au moins un vecteur selon l'une des revendications 1 à 16 ou une séquence nucléotidique selon l'une des revendications 17 à 19. 21. Composition capable d'induire une réponse cytotoxique constituée par au moins une séquence nucléotidique exprimée dans les cellules musculaires et comportant un promoteur tel que défini dans l'une des revendications 11 à 14. 22. Composition pharmaceutique non lipidique destinée à l'immunisation à l'encontre d'une infection virale telle qu'une hépatite comprenant au moins d'une part une substance capable d'induire une nécrose coagulatrice des fibres musculaires et d'autre part un vecteur selon l'une des revendications 1 à 16 ou comportant la séquence nucléotidique complète ou partielle selon l'une des revendications 17 à 19. 23. Composition selon la revendication 22, caractérisée en ce que ladite substance est la bupivacaine. 24. Composition pharmaceutique non lipidique destinée à l'immunisation à l'encontre d'une infection virale telle qu'une hépatite comprenant au moins d'une part une substance capable d'induire une nécrose coagulatrice des fibres musculaires et, d'autre part, un vecteur selon l'une des revendications 1 à 16 ou comportant la séquence nucléotidique complète ou partielle selon l'une des revendications 17 à 19, le vecteur étant administré dans le muscle de l'individu à immuniser, au minimum cinq jours, et préférentiellement dix jours, après administration de la bupivacaine, sensiblement au même endroit. 25. Composition selon l'une des revendications 22 à 24 caractérisée en ce qu'elle est adaptée à être administrée par injection intramusculaire.