Brevet FR2789590A1 — publié le 20000818

Compositions immunogènes utilisables comme vaccins. L'invention a pour objet des compositions immunogènes utilisables, notamment, comme vaccins, chez les mammifères, contre des pathologies infectieuses. Les pathologies visées conformément à l'invention sont du type cellule-dépendant c'est-à-dire que le processus infectieux se développe après la liaison, suivi ou non de la fusion, de l'agent pathogène à une cellule cible de mammifère. On connaît le rôle majeur joué par certaines régions de ces agents pathogènes dans les infections qu'ils provoquent. Ainsi, en ce qui concerne par exemple VIH, divers travaux ont montré que les régions impliquées dans les interactions avec les récepteurs des cellules cibles (récepteur CD4 et récepteurs de chimiokines, comme CCR5 et CXCR4) sont des régions conservées de l'enveloppe du virus. La formation d'anticorps contre ces régions se heurte jusqu'à présent au problème de l'accès aux épitopes d'intérêt. Des interactions et changements structurels complexes interviennent durant la liaison du virus à la cellule cible, puis la fusion, qui empêche en effet l'accès aux épitopes des régions fusionnées et rend difficilement accessibles ceux des régions voisines de celles directement impliquées dans l'interaction avec les cellules cibles, dont l'exposition de surcroît peut être de courte durée. Avec un système expérimental décrit dans Science, vol. 283, 15 janvier 1999, LaCasse et al ont probablement obtenu chez la souris, la formation d'anticorps neutralisants vis-à-vis d'isolats infectieux de VIH, correspondant donc à un certain degré d'accessibilité desdits épitopes. Le système proposé est obtenu par fusion de fibroblastes simiens, modifiés pour exprimer l'enveloppe fonctionnelle d'un isolat primaire de VIH-l (P168), avec des neuroblastomes humains exprimant le récepteur CD4 et le co-récepteur CCR5, puis fixation du complexe formé, 4 à 5 h après le début de la fusion, avec du formaldéhyde. Dans des essais sur la souris, un tel complexe s'est montré capable de former des anticorps neutralisants vis-à-vis d'isolats infectieux de VIH provenant d'un très grand éventail de sous-types. Toutefois, un tel système n'est pas utilisable chez l'homme compte tenu du danger potentiel des populations cellulaires formant le complexe immunogène. De plus, les conditions mises en oeuvre pour élaborer le système ne garantissent pas la préservation de la conformation des épitopes et l'accès à une large région d'intérêt. En contrôlant la progression de la fusion et les conditions de réalisation de la fixation, les inventeurs ont obtenu des complexes à un stade o les épitopes d'intérêt, y inclus des épitopes au voisinage de ceux mis en jeu dans la fusion, sont exposés de manière particulièrement satisfaisante et doivent être préservés dans leur conformation naturelle. Les propriétés immunogènes mises en évidence chez de tels complexes en font alors des candidats de choix pour l'élaboration de vaccins, présentant l'avantage considérable d'être utilisables chez l'homme lorsqu'on met en oeuvre, pour la préparation des complexes, des produits appropriés. De manière avantageuse, de tels systèmes s'avèrent d'application générale pour tout type d'agent pathogène avec un processus infectieux impliquant une étape de liaison, suivie ou non de fusion avec les cellules cibles. L'invention a donc pour but de fournir des compositions immunogènes et des compositions vaccinales, utilisables chez les mammifères, contre les pathologies infectieuses, dépendantes d'une infection cellulaire. Elle vise également les complexes immunogènes mis en oeuvre dans ces compositions, en tant que nouveaux produits, ainsi que les anticorps formés contre les épitopes des régions de l'agent pathogène dans le voisinage et même à proximité immédiate de celles impliquées dans la fusion avec la cellule cible. Les compositions immunogènes selon l'invention sont caractérisées en ce qu'elles sont élaborées à partir de préparations obtenues par incubation de premiers moyens, exprimant le et/ou les récepteurs cibles d'un agent pathogène infectieux tel que défini ci-dessus, avec des seconds moyens exprimant au moins les régions de l'agent pathogène reconnaissant lesdites cibles, dans des conditions permettant l'interaction des premiers et seconds moyens de manière à former un complexe, cette étape d'incubation étant réalisée selon des durées différentes, afin de conduire à des complexes correspondant à différents stades de fusion et présentant donc des expositions et conformations différentes d'épitopes nouvellement démasqués, et mise en contact des complexes formés avec un agent fixateur, pendant des durées différentes, de manière à fixer des complexes avec différentes expositions et conformations des épitopes contre lesquels on souhaite former des anticorps, lesdits premiers et seconds moyens étant choisis parmi des produits tolérés par les mammifères. Selon un mode de réalisation de l'invention, lesdits premiers moyens sont des cellules autologues de mammifères. Il s'agit de cellules saines provenant du mammifère à vacciner, en particulier de l'homme par exemple des PBMC totaux, des lymphocytes ou des macrophages isolés. Ces cellules sont stimulées si nécessaire de manière à exprimer, en quantité suffisante, le ou les récepteurs nécessaires pour l'interaction recherchée. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, lesdits premiers moyens sont des vecteurs exprimant le ou les récepteurs cibles à leur surface. De tels vecteurs comprennent par exemple des vecteurs viraux comme le baculovirus, le virus de la forêt de Semliki (SFV), ou encore des levures comme Saccharomyces cerevisae. Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, lesdits premiers moyens sont des liposomes portant à leur surface le ou les récepteurs cibles correctement présentés, mimant ainsi les cellules cibles. Les récepteurs transmembranaires (à un ou plusieurs passages) cibles seront inclus dans les liposomes à partir de récepteurs exprimés en grandes quantités, grâce à des vecteurs d'expression, à la surface de cellules (106 à 107/cellule) soit d'insecte, de levure ou de mammifère. Le passage de récepteurs de cellules aux liposomes se fait après isolement de membranes cellulaires, leur traitement avec un détergent approprié selon des protocoles définis par J.L. Rigaud (voir référence ci-après) et finalement leur inclusion dans les membranes appropriées. Conformément à l'invention, les seconds moyens mis en oeuvre sont ceux exprimant au moins les régions de l'agent pathogène infectieux capables de se lier aux cellules cibles et de fusionner avec ces cellules. Des seconds moyens mis en oeuvre selon l'invention sont ainsi constitués par des cellules préalablement transformées avec un vecteur portant au moins une région de liaison à au moins un récepteur cible. Il s'agit avantageusement de vecteurs viraux tels qu'envisagés ci-dessus, à savoir le baculovirus, SFV, ou encore des levures comme Saccharomyces cerevisae. En variante, les seconds moyens sont constitués par les vecteurs viraux eux-mêmes. Dans une autre variante, les seconds moyens sont des cellules infectées produisant les agents pathogènes ou sont constitués par les agents pathogènes infectieux eux-mêmes. Les agents pathogènes évoqués ci-dessus peuvent être des virus, et notamment des rétrovirus, des bactéries, des mycobactéries, ou des parasites comme Plasmodium sp, Leishmania sp, Trypanosoma cruzi et Trypanosoma brucei. L'invention présente un intérêt tout particulièrement dans le cas de VIH, ce terme étant utilisé dans la description et les revendications pour désigner aussi bien les isolats des différentes souches humaines ou animales, ainsi que le virus avec une enveloppe naturelle ou recombinante, le cas échéant mutée. L'invention vise ainsi en particulier les compositions immunogènes dans lesquelles lesdites préparations sont obtenues par incubation de premiers moyens exprimant le récepteur CD4 et/ou des co-récepteurs du VIH, avec des seconds moyens exprimant au moins les régions conservées des protéines d'enveloppe gpl20 ou gp160. L'expression "protéine d'enveloppe" telle qu'utilisée dans la description et les revendications englobe aussi bien la protéine naturelle que les protéines recombinantes telles que connues de l'homme du métier, ou des protéines mutées. Ces dernières présentent l'avantage de permettre l'identification des sites de l'enveloppe impliqués dans la reconnaissance par les anticorps, tels qu'ils sont produits après leur fusion avec les récepteurs cibles. Dans de telles compositions, les premiers moyens mis en oeuvre sont constitués par des cellules autologues de mammifères comme indiqué plus haut. Ces cellules sont stimulées de manière à exprimer, en quantité suffisante pour l'interaction recherchée, le récepteur CD4 et/ou des co-récepteurs de CD4, comme CCR5, CXCR4, la protéine bande 3 ou d'autres protéines transmembranaires. La stimulation est réalisée par exemple avec PHA et/ou IL2. En variante, lesdits premiers moyens sont des vecteurs viraux exprimant à leur surface CD4 et/ou des co-récepteurs de VIH. Comme indiqué ci-dessus, de tels vecteurs comprennent le baculovirus, SFV, ou encore des levures comme Saccharomyces cerevisae. Dans encore une autre variante, lesdits premiers moyens sont des liposomes exprimant à leur surface le récepteur CD4 et/ou des co-récepteurs comme indiqué plus haut. Ces liposomes peuvent ainsi comporter le récepteur CD4 et/ou des co-récepteurs du VIH. Dans de telles compositions comprenant avantageusement l'un des premiers moyens considérés ci- dessus, les seconds moyens mis en oeuvre expriment au moins les régions conservées des protéines d'enveloppe gpl20 ou gpl60. Ces seconds moyens sont constitués par des cellules préalablement transformées avec un vecteur d'enveloppe virale de VIH, ou tout au moins des régions conservées des protéines gpl20 ou gpl60. Il s'agit avantageusement de vecteurs viraux tels qu'envisagés ci- dessus. En variante, les seconds moyens sont constitués par les vecteurs viraux eux-mêmes. Dans une autre variante, les seconds moyens sont des cellules infectées produisant VIH ou sont constitués par le virus VIH lui-même. On met avantageusement en oeuvre un virus fusogène, provenant d'isolats primaires. On rappelle que, conformément à l'invention, les protéines gpl20 ou gpl60, ou les protéines comportant au moins les régions conservées de protéines gpl20 ou gpl60 sont sous forme naturelle, ou sous forme recombinantes, ou sous forme mutée. De manière avantageuse, lesdits seconds moyens sont constitués par de telles protéines et comprennent donc une gpl20 soluble monomère, le cas échéant sous forme recombinante ou un oligomère de gpl20 ou gpl60, également le cas échéant sous forme recombinante. Il peut s'agir également des parties de ces protéines comportant au moins les régions conservées. Dans un mode avantageux de réalisation de l'invention, les seconds moyens comprennent un anticorps monoclonal anti-co-récepteur. Il s'agit par exemple de l'anticorps monoclonal 17b, 48d ou CG10. Cette disposition permet d'accéder à des épitopes d'intérêt au voisinage du site de liaison au co-récepteur sur la gpl20. Des compositions préférées de ce type se présentent sous forme moléculaire et comprennent la gpl20 soluble monomère comme premier moyen, le CD4 soluble comme second moyen, et un anticorps monoclonal comme défini ci-dessus, ou un fragment Fab d'un tel anticorps. L'incubation des premiers et seconds moyens est réalisée de manière à former un complexe dans lequel les premiers moyens sont engagés dans un processus de fusion avec les seconds moyens. Il est avantageux de réaliser cette étape selon des durées différentes, ce qui permet de disposer de différents stades de fusion et de choisir, par test sur l'animal, le stade qui donnera les meilleurs résultats par rapport aux propriétés immunogènes recherchées. On opère le plus généralement sur des durées variant de 15 min à 5 h. Il Les conformations de ces différents stades sont fixées par addition d'un agent capable d'arrêter la fusion sans dénaturer significativement les épitopes d'intérêt. Un agent fixateur tout particulièrement préféré à cet égard est constitué par la 2,2'-dithiopyridine (aldidrithiol-2 ou, en abrégé, AT-2) D'autres agents peuvent être utilisés notamment lorsqu'on vise des applications en recherche, comme par exemple le formol. La fixation est réalisée sur des durées différentes ce qui permet d'étudier les effets de la cinétique de fixation sur l'immobilisation des épitopes présentés. Les préparations obtenues sont récupérées, lavées et mise en suspension dans un tampon approprié. On évalue ensuite sur l'animal les meilleurs temps de fusion et de fixation pour induire la meilleure réponse immune et générer les anticorps qui empêchent l'infection. L'invention vise en tant que nouveaux produits les complexes antigéniques résultant des étapes de fusion et fixation. Ces complexes, plus spécialement sous forme cristallisée, permettent de manière avantageuse d'étudier et de mettre en évidence les sites d'interaction de la gpl20 et/ou de la gp41 de l'enveloppe, mais aussi les régions à proximité immédiate de ces sites. Le procédé de préparation des compositions immunogènes définies ci-dessus entre également dans le champ de l'invention. Ce procédé comprend la mise en oeuvre desdits premiers et seconds moyens, leur fusion et leur fixation, comme défini ci-dessus. L'étude des propriétés immunologiques des compositions de l'invention a permis de mettre en évidence leur fort pouvoir immunogène. Ainsi, les sérums recueillis après administration de ces compositions à des souris transgéniques CD4+, CXCR5+, ou à des lapins a montré des taux élevés en anticorps. Ces sérums, ainsi que les anticorps obtenus à partir de ces sérums, puis purifiés selon les techniques classiques, font partie de l'invention. Ces anticorps sont ainsi caractérisés en ce qu'ils sont capables de reconnaître, selon une réaction de type antigène-anticorps, un agent pathogène infectieux et d'inhiber ainsi son pouvoir infectieux. Comme le montrent les expériences réalisées in vivo sur les mammifères, les sérums et anticorps purifiés sont capables d'inhiber l'infectivité d'un large spectre d'isolats primaires de VIH. L'invention vise donc des compositions vaccinales caractérisées en ce qu'elles renferment une quantité efficace de compositions immunogènes telles que définies ci-dessus avec un véhicule, inerte, acceptable pour l'administration à un mammifère, en association le cas échéant avec un adjuvant. Comme adjuvant capable d'augmenter les réactions immunitaires de l'organisme du mammifère à vacciner, on citera les adjuvants minéraux comme le phosphate d'aluminium, les adjuvants huileux comme l'adjuvant incomplet de Freund, les adjuvants d'origine bactérienne comme l'adjuvant complet de Freund. Un adjuvant particulièrement préféré est constitué par l'adjuvant Ribi. La composition vaccinale est administrée par voie injectable, ou encore par voie orale, avec un rappel 3 mois après l'injection. Les compositions vaccinales sont administrées en une quantité et selon un protocole permettant de conférer à l'hôte une immunité à l'égard des antigènes de l'agent pathogène infectieux. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention sont donnés dans ces exemples qui suivent: Exemple 1 préparation d'une composition immunogène cellulaire. On utilise d'une part des cellules humaines autologues prélevées sur le patient à vacciner et exprimant CD4/CCRS et CXCR4 après stimulation pendant 3 à 6 jours avec PHA/IL2 en opérant selon la méthode de Riley et al, JVI 1998,71: 8273-8280, d'autre part un isolat primaire de VIH-1 ou des cellules infectées par un tel isolat. On répartit ces 2 populations dans différentes boîtes de pétri pour une incubation à 37 C pendant des durées différentes respectivement de 15, 30, 45, 60, 120, , 240 et 300 min. Pour chaque expérience, on utilise 3 x 106 à 108 cellules autologues et par exemple l'isolat primaire 92 HT 593 ou ACH168.10 provenant de Aids Research and Reference Reagent Programm, NIH (EUA), lesquels utilisent les deux co-récepteurs CXCR4 et CCR5 de VIH. Au terme de la durée prévue, on ajoute l'AT-2 à raison de 600 à 1000 pm, en solution dans PBS. La fixation est réalisée à 4 C pendant un temps comme recommandé par Rossio et al, JVI, 1998, 72, 7992, ou 1 à 12 h. Les complexes cellulaires formés sont lavés avec PBS, récupéré et remis en suspension à raison de 106 à 108 complexe cellulaire/0,1 ml dans PBS/(DM50 10%) afin de les conserver à -800C. L'immunogène congelé est décongelé et lavé plusieurs fois, puis mis en présence de la même quantité d'un adjuvant, par exemple Ribi (R-700 ou R-730). Exemple 2: préparation d'une composition immunogène avec des vecteurs viraux. On opère comme indiqué dans l'exemple 1, mais on utilise d'une part un système baculovirus portant les récepteurs CD4 et CCRS et/ou CXCR4 à sa surface, d'autre part le virus Vaccinia ou le virus de la forêt de Semliki portant la gpl20 monomère ou l'oligomère de gpl20 et gp41. Dans d'autres expériences, on utilise un système baculovirus permettant l'expression de protéines dans sa propre membrane (Boublick et al, Biotechnology, 1995, 13:1079-84). Exemple 3: préparation d'une composition immunogène à base de liposomes. On opère comme indiqué dans l'exemple 1, mais on utilise des liposomes portant à leur surface CD4 et CCRS et/ou CXCR4. Pour préparer ces liposomes, on a recours aux enseignements de Rigaud et al dans Biochim. Acta Phys. 1995, 1231:223-246 ou de Pitard et al dans Eur. J. Biochem. 1996, 235, 3769-3778, qui décrivent des liposomes portant des protéines membranaires ou transmembranaires fonctionnelles. On les met à incuber avec les enveloppes de VIH-1 ou de VIH-2 aux fins de fusion. Il s'agit soit de virus VIH avec différentes enveloppes recombinantes (utilisation de virus complémentés pseudotypés), soit de vecteurs viraux portant les enveloppes recombinantes de VIH. Pour le passage de récepteurs transmembranaires de membranes cellulaires aux liposomes, on a recours à des vecteurs à forte expression comme le virus Vaccinia, le baculovirus, ou Saccharomyces cerevisae permettant l'obtention de 10 à 107 copies de récepteur par cellule. Exemple 4: préparation vaccinale administrée à un mammifère, contre une infection par VIH. On utilise une composition immunogène selon l'exemple 3, préalablement testée sur l'animal pour évaluer sa capacité à produire une réponse d'anticorps. Cette composition est lavée à plusieurs reprises dans PBS, mise en suspension dans du sérum physiologique, puis additionnée à cette composition, à titre d'adjuvant, de Ribi. La préparation est injectée à raison de 0,05 ml à 1 ml à des animaux expérimentaux (souris, singe, homme, selon le cas). On procède à un rappel 4 à 6 mois plus tard. REVENDICATIONS 1. Compositions immunogènes, caractérisées en ce qu'elles sont élaborées à partir de préparations obtenues par incubation de premiers moyens exprimant le et/ou les récepteurs cibles d'un agent pathogène infectieux, provoquant des infections chez un mammifère par liaison puis fusion avec des cellules cibles, avec des seconds moyens exprimant au moins les régions de l'agent pathogène reconnaissant lesdites cibles, dans des conditions permettant l'interaction des premiers et seconds moyens de manière à former un complexe, cette étape d'incubation étant réalisée selon des durées différentes, afin de conduire à des complexes correspondant à différents stades de fusion, et mise en contact des complexes formés avec un agent fixateur, pendant des durées différentes, de manière à fixer des complexes avec différentes expositions et conformations des épitopes contre lesquels on souhaite former des anticorps, lesdits premiers et seconds moyens étant tolérés par les mammifères. 2. Compositions selon la revendication 1, caractérisées en ce que les premiers moyens sont des cellules autologues de mammifères, en particulier des cellules humaines saines prélevées chez un patient à vacciner. 3. Compositions selon la revendication 1, caractérisées en ce que les premiers moyens sont des vecteurs exprimant le ou les récepteurs cibles à leur surface. 4. Compositions selon la revendication 1, caractérisées en ce que les premiers moyens sont des liposomes portant le ou les récepteurs cibles leur surface, notamment les vecteurs viraux tels que définis dans la revendication 3. 5. Compositions selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisées en ce que les seconds moyens sont des cellules préalablement transformées avec un vecteur portant au moins une région de liaison à au moins un récepteur, notamment par un vecteur viral. 6. Compositions selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisées en ce que les seconds moyens sont constitués par des vecteurs viraux portant au moins ne région de liaison à au moins un récepteur cible. 7. Compositions selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisées en ce que les seconds moyens sont des cellules infectées produisant les agents pathogènes ou sont constitués par les agents pathogènes infectieux. 8. Compositions selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisées en ce que lesdits agents pathogènes sont des virus, et notamment des rétrovirus, des bactéries, des mycobactéries, ou des parasites comme Plasmodium sp, Leishmania sp, Trypanosoma cruzi et Trypanosoma brucei. 9. Compositions selon la revendication 8, caractérisées en ce que l'agent pathogène est VIH. 10. Compositions selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 en combinaison avec la revendication 9, caractérisées en ce que lesdites préparations sont obtenues par incubation de premiers moyens exprimant le récepteur CD4 et/ou des corécepteurs du VIH, avec des seconds moyens exprimant au moins les régions conservées des protéines d'enveloppe gpl20 ou gpl60. 11. Compositions selon la revendication 10, caractérisées en ce que les premiers moyens mis en oeuvre sont constitués par des cellules autologues de mammifères stimulées de manière à exprimer, en quantité suffisante pour l'interaction recherchée, le récepteur CD4 et/ou des co-récepteurs de VIH. 12. Compositions selon la revendication 10, caractérisées en ce que les premiers moyens sont des vecteurs viraux exprimant à leur surface CD4 et/ou des co-récepteurs de VIH, tels que le baculovirus, le virus de la forêt de Semliki ou encore des levures comme Saccharomyces cerevisae. 13. Compositions selon la revendication 10, caractérisées en ce que les premiers moyens sont des liposomes exprimant à leur surface le récepteur CD4 et/ou des co-récepteurs du VIH, ladite expression étant assurée par des vecteurs viraux. 14. Compositions selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisées en ce que les seconds moyens sont constitués par des cellules préalablement transformées avec un vecteur viral comportant au moins les régions conservées des protéines d'enveloppe gpl20 ou gpl60, ou sont constitués par de tels vecteurs viraux. 15. Compositions selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisées en ce que les seconds moyens sont des cellules infectées produisant VIH ou sont constitués par le virus VIH lui-même, 16. Compositions selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisées en ce que les seconds moyens sont constitués par les protéines d'enveloppe gpl20 ou gpl60, sous forme naturelle ou recombinante, ou par au moins les régions conservées de telles protéines. 17. Compositions selon l'une quelconque des revendications 10 à 16, caractérisées en ce que l'un des co-récepteurs du VIH est remplacé par un anticorps monoclonal. 18. Compositions selon la revendication 17, caractérisées en ce qu'elle comprennent comme premier moyen de la gpl20 soluble, le cas échéant sous forme recombinante et comme second moyen du CD4 soluble ainsi qu'un anticorps monoclonal dirigé contre la zone de la gpl20 qui se fixe sur les co-récepteurs. 19. Compositions selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisées en ce que les préparations, après incubation, sont fixées avec de l'aldidrithiol- 2. 20. En tant que nouveaux produits, les sérums et anticorps formés contre les compositions selon l'une quelconque des revendications 1 à 19. 21. Compositions vaccinales, contre une pathologie infectieuse, destinées à un mammifère, caractérisées en ce qu'elles renferment une quantité efficace d'une composition immunogène selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, avec un véhicule inerte, acceptable pour l'administration à un mammifère, avec le cas échéant un adjuvant.