Mgdecine et Maladies Infectieuses - - 1989 - - 11 - Spgcial Novembre - 592 h 595

PERSPECTIVES VACCINALES CONTRE LE PALUDISME

par M. GENTILINI", F. GAY'* et J. CHANDENIER"

R E S U M E Les nombreux probl~mes rencontr6s dans la lutte antipaludique conduisent intensifier les recherches en vue de robtention d'un vaccin. N6anmoins, toutes les

tentatives se heurtent ~ la complexit6 du parasite tant dans sa structure que dans son cycle 6volutif. Les strat6gies biologiques utilisent tousles outils technologiques actuellement disponibles dans ce domaine. Si les sporozoites, les m6rozoftes, les gam6tocytes et, depuis peu, les schizontes h6patiques sont les stades parasitaires retenus comme source de prot6ines candidates pour un 6ventuel vaccin, seuls les premiers ont jusqu'~ pr6sent donn6 lieu ~ des r6sultats int6ressants.

Mots-cl6s : Paludisme - Vaccin.

L'extension de la chimior6sistance des h6matozoaires aux antipaludiques et celle des vecteurs aux insecticides, la d6stabilisation des services de sant6 sp6cialis6s dans la lutte anti-paludique, la r6duction des cr6dits permettant de g6rer le quotidien en zone d'end6mie palustre, les 6checs des tentatives d'6radication de l'apr~s-guerre, les mou- vements de population incontr616s, la modestie des budgets sanitaires des Etats les plus s6v~rement atteints, tout concourt ~ faire 5 nouveau de la malaria, aujourd'hui plus encore qu'hier, une prioritd en Sant6 Publique, et "~ inciter les recherches pour robtention d'un vaccin contre l'une des maladies les plus r6pandues et les plus meur- tri~res.

Les recherches vaccinales vis-h-vis des plasmodies ont fait, et font encore, appel ~ toute la panoplie des m6thodes biologiques successivement disponibles (14). Plusieurs outils technologiques et certaines strat6gies d'approche sont n6s des 6checs r6p6t6s auxquels se heurtent les diverses 6quipes (2).

Lc module plasmodial illustre par ailleurs toute la complexit6 de la r6ponse immune dirig6e contre les parasites. Les m d c a n i s m e s d ' 6 c h a p p e m e n t s'y r6v~lent plus subtils. La res t r i c t ion g#n~t ique est r6cemment venue entraver les quelques r6sultats positifs. Enfin, les m u l t i p l e s s t a d e s ~vo lu t i f s du cycle parasitaire repr6sentent

* Communication pr6sent~e au XXXVIII ~me Congr~s de la Soci&6 de Pathologie Infectieuse de Langue Franqaise, tenu h Reims le 2 juin 1989 sur le th~me : "Les nouveaux vaccins". ** Service de Parasitologie et Mycologie, Maladies tropi- cales et parasitaires (Prof. M. Gentilini), Groupe hospitalier Piti6-Salp~tri~re, 47bld de l'H6pital, F-75651 Paris cedex 13.

autant de cibles potentielles pour un vaccin. On peut en effet chercher h : - - Bloquer la p6n6tration du parasite dans le globule rouge ou rh6patocyte, grfice h des anticorps dirig6s contre la surface du sporozoite ou du m6rozoite, grace h des anti- corps anti-r6cepteurs, anti-rhoptries ou anti-prot6ases. - - Bloquer le ddveloppement du parasite dans la cellule h6te (6rythrocyte ou h6patocyte), grfice ~ des anticorps ou

des cytokines. --- Emp6cher l'adh6rence des h6maties parasit6es aux cellules endoth61iales. - - Bloquer, chez le moustique, la f6condation des gametes ou la migration de roeuf, interrompant ainsi la reproduction sexu6e du parasite.

C IBLES V A C C I N A L E S

Quatre stades se sont r6v616s plus particuli~rement pro- metteurs, parce que concernant les formes mieux connues du parasite et semblant de surcrolt immunogbnes : - - les sporozo~'tes, formes infestantes pour rhomme et inocul6es par ranophble lors de son repas sanguin, - - les m d r o z o r t e s , issus de l'6clatement des schizontes 6rythrocytaires, - - les g a m d t e s , obtenus dans restomac de l'anoph~le gorg6 sur sang de malades et contenant les 616ments potentiel sexu6, les gam6tocytes, - - le s tade h~pat ique , premiere 6tape de la multiplication parasitaire chez rhomme mais d'6tude r6cente et d61icate.

Aux transformations morphologiques du protozoaire le long de son cycle, correspondent des modifications chimiques et immunologiques responsables de r6ponses immunitaires diff6rentes chez l'h6te parasit6. Chaque mode vaccinal a done ses sp6cificit6s.

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Contre les sporozoites

Cette vaccination de nature prophylactique est sans effet sur les stades 6rythrocytaires. En thEorie, le develop- pement d'un seul sporozoite en schizonte suffirait provoquer un paludisme clinique ; il a longtemps Et6 dit que ce type de vaccination devait rEpondre h la r~gle du "tout ou rien". En fait, on peut envisager qu'en cas de faible infestation le dElai nEcessaire au dEveloppement de la parasitEmie soit mis ~ profit pour dEvelopper une rEponse immune contre les stades Erythrocytaires.

Contre les stades 4rythrocytaires

Ce vaccin devrait inhiber la multiplication Erythrocytaire des formes parasitaires ~ l'origine des manifestations cliniques de la maladie. Contrairement au vaccin anti- sporozoite, une efficacit6 partielle resterait acceptable, car elle serait capable d'attEnuer l'6volution clinique. Le but de tel vaccin serait de transformer le sujet totalement susceptible en un sujet prEmuni, donc partiellement resistant ~ la maladie.

Contre les gametes

Ces modules rEpondent aux vaccinations "altruistes" qui n'ont pas d'intErEt pour rindividu vaccinE, mais qui sont destinEes ~t terme ~ rEduire la transmission par le biais d'une inhibition du cycle intra-vectoriel.

Contre le stade hEpatique

Longtemps nEgligE, parce que d'Etude delicate et parce que suppose contenir des antig~nes non accessibles au syst~- me immun, le stade hEpatique suscite un intErEt croissant. Ces antig~nes caches pourraient venir en contact avec le syst~me immunitaire au moment de la liberation des mErozo'ftes hEpatiques. De plus, l'hEpatocyte infest6 semble pouvoir 6tre la cible de cytokines, intervenant dans des mEcanismes de cytotoxicit6 (13).

La culture de ces stades, dans des modules rongeurs et humains (12), a multipliE les possibilitEs d'analyse de ce stade, offrant un nouvel outil d'Evaluation des vaccins prE- 6rythrocytaires.

STRATEGIES BIOLOGIQUES

Les premiers essais de vaccination ont 6t6 rEalisEs ~ raide de sporozo'ftes complets inactivEs. Ces essais dans les modules rongeurs (16), singes (17) ou hommes (3), ont eu l'intErEt de montrer qu'un effet protecteur partiel pou- vait ~lxe obtenu. Cependant, l'identification et l'isolement d'antig~nes immuno-dominants sont rapidement devenus indispensables. Ces fractions potentiellement vaccinantes sont sElectionnEes en raison de leur presence h la surface des cellules infestEes (hEpatocyte ou Erythrocyte). I1 peut aussi s'agir de composants sEcrEtEs par le plasmodium et dont certains possbxlent une activit6 enzymatique.

Une fois la composition de ces antig~nes connue, seules deux voies de production sont utilisables : rune utilise les techniques de recombinaison g6nEtique, rautre la synth~se peptidique. En effet, les cultures cellulaires sont d'un prix de revient Elev6 et les antig~nes obtenus n'offrent pas un degrE de puretE suffisant.

INDIVIDUALISATION DES PROTEINES OU DES EPITOPES CANDIDATS A

LA VACCINATION

Premiere approche

Elle consiste h sElectionner des anticorps monoclonaux sur leur capacitE 5 inhiber la pEnEtration du parasite (sporozo'/te dans rhEpatocyte, mErozo'/te dans le globule rouge), ou sur leur potentiel d'inhibition de la maturation. Ces anticorps peuvent ensuite 6tre utilisEs pour isoler puis purifier des anfigbnes situEs sur la surface du m6ro- zo'fte, ou comme sondes pour tester (screener) des banques d'ADN gEnomique.

Seconde approche

Elle cherche h screener des banques d'ADN avec des serums de sujets hyper-immuns supposes contenir des anticorps protecteurs.

RESULTATS ACTUELS

I1 existe aujourd'hui deux types de vaccins potentiels :

Vaccin anti-stade 6rythrocytaire

DiffErents peptides synthdtiques ou recombinants, seuls ou associEs, ont Et6 utilisEs pour immuniser des singes (4, 19). I1 s'agit d'antigbnes de surface du mErozo'ite ou du globule rouge parasitE, d'antig~nes de rhoptries ou asso- ciEs aux rhoptries, d'antig~nes presents dans la vacuole parasitophore. L'intErEt majeur de ce type d'expErimen- tations a 6tE de dEmontrer que ces composants pouvaient induire une protection Egale, voire supErieure, ~ celle induite par des parasites entiers. Cependant, ces protec- tions n'ont pu 6tre obtenues qu'en utilisant un adjuvant inadaptE ~ l'homme : l'adjuvant complet de Freund. I1 est par ailleurs impossible de comparer l'immunogEnicit6 des diffErents antig~nes utilisEs, en raison de la variabilit6 des diffErentes experiences rEalisEes. La plus rEcente de celles- ci, effectuEe en Colombie, a 6tE efficace dans trois cas humains sur cinq, apr~s avoir EtE validde chez le singe (18). La plupart des chercheurs s'orientent dEsormais vers un vaccin multivalent qui associerait des Epitopes des diffErents stades 6rythrocytaires (11 ).

Vaccin anti-sporozoite

Bien que le sporozo'ite ne reste dans la circulation qu'un temps bref avant sa pEnEtration dans l'hEpatocyte,

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l'inoculation de ces formes irradi6es peut entrainer une protection complete. Les essais avec des mol6cules purifi6es 6taient limit6s par la raret6 de l'antig~ne. En 1984, le g~ne de la prot6ine majeure du sporozo'/te, la "circumsporozo~te protein" (CSP) a pu 8tre c16n6 et sa s6quence d'acides amin6s d6termin6e (5). Ainsi, une production suffisante peut 8tre assur6e, aussi bien par synthbse peptidique que par recombinaison.

L'association ~ divers adjuvants a 6t6 test6e chez l'animal avant la r6alisation d'essais chez des volontaires humains chez qui reffet protecteur a 6t6 6valu6 vis-h-vis de la p6n6tration du d6veloppement de sporozo'ftes de P. falci- parum (1, 7, 9). L'effet des anticorps produits a 6t6 appr6ci6 sur l'adh6rence du sporozoite ~ la surface de l'h6patocyte, sur la p6n6tration dans la cellule-h6te, et sur son d6veloppement intra-cellulaire. Cependant, certains sporozo'ftes ont pu 6chapper h cet effet, malgr6 un effet protecteur efficace, ce qui fait supposer l'existence d'autres m6canismes. C'est rimmunit6 cellulaire, trop Iongtemps n6glig6e, qui est trbs probablement en cause (8, 10).

Les deux vaccins anti-sporozo'ite actuellement en exp6- rimentation (prot6ine recombinante et prot6ine synth6-

tique) correspondent h une r6p6tition de la s6quence de base de la CSP • la NANP. Cette s6quence est sous la d6pendance de m6canismes de restriction g6n6tique qui r6duisent son efficacit6 (6).

Plusieurs strat6gies sont actuellement 6tudi6es afin de r6soudre ces diff6rents problbmes (11, 15) : - - rassociation h une prot6ine porteuse (anatoxine t6tanique) - - l'ajout d'6pitopes T cellulaires - - la construction dans les liposomes - - l'utilisation du BCG.

C O N C L U S I O N

Le vaccin anti-paludique, on le voit, n'est pas encore au point. Le sera-t-il avant l'an 2000 ?

On peut conclure provisoirement que, s'il est possible de proposer un vaccin efficace contre le paludisme, il devra 8tre multivalent, permettant d'obtenir une bonne r6ponse humorale et cellulaire, qui prot~gerait rindividu et entra- verait la transmission vectorielle.

S U M M A R Y : PROSPECTS TOWARDS MALARIA VACCINE

The numerous problems encountered in the control of malaria has led to intensified research in view of obtaining a vaccine. Nevertheless, all attempts stumble over the complexity of the parasite structure and its life cycle. I f the sporozortes, merozo~tes, gametocytes and more recently, the hepatic schizonts are the parasite stages retained as sources of candidate proteins for an eventual vaccine, only the first two, to date, have given interesting results.

Key-words : Malaria - Vaccine.

B I B L I O G R A P H I E

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