- Vaccin à ADN
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Le vaccin à ADN est produit grâce au génie génétique sous forme de plasmide, (ADN circulaire) l’ADN utilisé est celui qui code pour l’antigène d’un pathogène, cette vaccination permet à un organisme d’être protéger d’une maladie en produisant une réponse immunitaire. Les vaccins sont une des percées au niveau de la médecine, le vaccin à ADN avec son grand potentiel d’une réponse immunitaire complète pourrait bel et bien remplacer les vaccins de deuxième et de première génération.
Le vaccin de première génération ou un vaccin vivant pose des problèmes, ce vaccin permet une réponse immunitaire du CMH I et II, il permet l’une des meilleures réponses immunitaires. Cependant il porte un risque pour l’hôte dans le cas où il peut se réactiver et poser un danger pour l'hôte surtout chez les patients qui sont immunodéprimés.
Pour ce qui est des vaccins de deuxième génération, il consiste à injecter des sous produits du pathogène que ce soit des antigènes de celui-ci ou simplement ces toxines. Ce dernier vaccin est très utilisé, mais son problème est qu’il ne produit qu’une réponse au niveau des cellules t aidantes et pas de réponse au niveau des cellules T cytotoxiques.
Le vaccin à ADN est le vaccin de troisième génération, il permet d’avoir une réponse immunitaire au niveau du CMH I et II comme le vaccin vivant, mais sans les problèmes liés à celui-ci. Dépendamment de sa confection il peut influencer le CMH I et II de différentes façons. Ce vaccin est encore dans l’étape expérimentale où les tests sont surtout des tests in vivo sur des animaux. Pour ce qui est des tests humains, nous sommes en général rendu en phase 1 et 2.
Sommaire
Fonctionnement du vaccin
Le vaccin à ADN est constitué de gènes qui codent pour des protéines spécifiques au pathogène, nous ne savons pas comment l’ADN réussi à rentrer dans la cellule cependant, une fois à l’intérieur de la cellule présentatrice d'antigène, l’ADN est transcrit et puisque ses peptides sont reconnus comme étant étranger; le mécanisme de présentation de l’antigène au niveau du CMH I est déclenché. La cellule va donc, externaliser l’antigène du vaccin et il y a aura reconnaissance. Les cellules CD 8+ ou cellules T cytotoxiques reconnaissent le peptide présenté par le CMH I et provoquent soit une cytolyse ou une production de cytosines. Pour ce qui est de la réponse par le CMH II, elle est déterminée par les cellules présentatrices d'antigènes, que ca soit par phagocytose ou par reconnaissance d'une protéine étrangère, il y a externalisation du peptide à l'aide du récepteur de la CMH II. Ensuite, il y a transport de l'antigène fixé par les cellules présentatrices d'antigènes dans des tissus lymphatiques où ensuite il y a différenciation des cellules T en cellule aidante. Bref, la réaction provoquée par un vaccin à ADN ressemble beaucoup à une cellule provoquée par un virus vivant sans les risques ,d’où son utilité.
Les avantages
-Pas de danger d'infection.
-Il y a présentation d’antigène au niveau du CMH I et II.
-Capacité de polariser la cellule T pour promouvoir le CMH I ou II.
-La réponse immunitaire est dirigée directement sur l’antigène voulu.
-Production et développement facile.
-Le cout par rapport à la production est beaucoup plus avantageux que les autres vaccins.
-La composition du vaccin le rend facile à transporter et à conserver, il n’a pas besoin de réfrigération non plus.
-Pas besoin d’adjuvants toxique pouvant produire des effets secondaires ou de peptide qui permettent d’augmenter la réponse immune.
-Pour cause de présentation d’antigène au niveau du CMH I et II , il y a une mémoire immunitaire qui dure longtemps.
-Induit une réponse humorale et cellulaire.
Les désavantages
-Peut seulement produire des antigènes protéiques,
-Il y a un risque d’affecter la croissance des cellules,
-Il y a une possibilité de mimétisme cellulaire où la réponse immunitaire est dirigée sur un fragment ADN semblable à celui du soi et par conséquent peut développer une maladie auto-immune.
-Possibilité de tolérance au niveau de l’antigène.
Vecteurs utilisés
Le vecteur peut être définit comme étant le moyen de transport, ce moyen de transport est un plasmide pour ce vaccin. Le véhicule étant le plasmide joue un grand rôle dans la réponse immunitaire. La sélection du plasmide est importante puisque les plasmides n'ont pas tous la même réponse immune et nous recherchons la plus grande réponse immune possible pour avoir la meilleur défense contre le pathogène en question. Pour que la réponse immune soit la plus grande il faut que le vecteur puisse produire une bonne quantité de la protéine à externalisé lors du CMH I, bref plus il y a de protéine étrangère plus la réponse immune est grande. C’est pourquoi plusieurs modèles de vaccin à ADN utilisent un promoteur viral très fort (promoteur du CMV) pour conduire la transcription et la translation de l’ADN complémentaire à celui du vaccin. Le plasmide inclut aussi une séquence terminale forte de polyadénylation permettant une exportation de l’ARN messager du compartiment nucléaire au cytoplasme ainsi que le recrutement de ribosome permettant la production de protéines. L'utilisation d'intron permet aussi de stabiliser la molécule d'ADN lors de l'épissage.
L’antigène du vaccin
Selon l’antigène choisi, un antigène cytoplasmique (cellule t cytotoxique) ou membranaire, la réponse immunitaire est différente. Une des techniques utilisées si on recherche à stimuler une réponse des cellules T cytotoxiques, est l’ajout d’un signal ubiquitine au niveau du N terminal qui va donc stimuler le système ubiquitine protéasome et dégrader l’ADN dans le cytoplasme, permettant une externalisation et donc la présentation d’antigène aux cellules cytotoxiques. Si on utilise un antigène lié à la membrane il sera surtout ciblé par les anticorps. Normalement un vaccin à ADN contient un à deux antigènes.
Technique de production
Voilà un résumé d'une technique de production.
1-Le gène causant une réponse immune est isolé à l’aide du génome du pathogène.
2-À l’aide des techniques du génie génétique, le gène du pathogène est insérer dans un plasmide d’expression (vecteur).
3-Des bactéries intègre le plasmide et le multiplie à chaque fois qu’ils se divisent.
4-Purification de l’ADN du vaccin avec son plasmide.
5-Injecter au patient avec la méthode d'injection désiré.
Méthode d’injection du vaccin
Il y a plusieurs méthodes utilisées pour l’injection du vaccin, les deux les plus utilisés sont l’injection par une aiguille hypodermique intramusculaire ou intra épidermique et injection à l’aide d’un fusil à gène.
Injection par aiguille
Ce qu’on recherche est d’envoyer le vaccin dans les espaces extra cellulaires, c’est possible lors d’une injection par aiguille si on utilise une solution hypertonique de sucre ou de sel. Par réaction d’osmose le vaccin va se diriger dans le système extra cellulaire. Cette méthode d’injection requiert environs 10 μg-1 mg.
Pour ce qui est des avantages, il permet une expression permanente ou semi-permanente du gène, il n’a pas besoin de transport spécial et l’ADN du vaccin se propage facilement dans l’organisme.
Pour les désavantages, il y a bien sur le nombre d’ADN requis qui est important, il y a une hausse des cellules T aidantes 1 qui n’est pas nécessairement désirable.
Injection à l’aide d’un fusil à gène
Cette injection fonctionne comme un fusil puisqu’il produit une explosion de gaz (souvent de l’hélium) qui projette un nuage de microparticules de métaux lourds (souvent de l‘or ou tungstène) enrobés d’ADN qui pénètre les cellules. Cette méthode requiert de 100 à 1000 fois moins de vaccin que celle de l’injection par aiguille.
Pour les avantages, il y a que l’ADN se rend directement aux cellules et que la quantité d’ADN nécessaire est minime.
Pour les désavantages il y a que une hausse des cellules T aidantes 2 n’est pas nécessairement souhaitée et que l’addition de particules inertes sont nécessaires.
Utilisation d’un Adjuvant
Pour que le vaccin à ADN soit encore plus efficace, il est possible de faire un ajout de cytokine ce qui permet une modulation positive du système immunitaire, ceci peut être produit à l’aide d’un autre plasmide contenant l’ADN des cytokines souhaitées ou l’incorporer dans l’ADN contenant l’antigène. L’avantage de l’utilisation de plasmide composé de gène est le cout de production qui est beaucoup plus bas que celui des adjuvants normaux et ne comporte aucun lien lié à la toxicité de ceux-ci. Cependant, l’effet à long terme des cytokines n’ont pas encore été définit et isoler les gènes nécessaire pour chaque espèces est fastidieux.
Les recherches sur ces vaccins
Présentement il y a plusieurs recherches sur les vaccins à ADN, mais la plupart sont en phase 1 et en phase 2, bref pré-cliniques. Quelques vaccins à ADN ont été approuvés pour les animaux; cependant pour les humains, les tests n'en sont qu’à leurs débuts. Des tests cliniques sont en cours pour vérifier si des cytokines incorporés par plasmide d'ADN ont des effets à long terme ou court terme sur les humains, ainsi que pour déterminer si les vaccins à ADN ont des effets néfastes; quelques-uns sont pratiquement rendus en phase 3, c'est le cas d'un vaccin pour le CMV. Sous-peu nous allons avoir des résultats concernant ces vaccins de troisièmes générations.
Notes et références
http://www.bio.davidson.edu/courses/Bio111/genegun.html
http://www.pharmabiz.com/NewsDetails.aspx?aid=62448&sid=2
http://www.clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT00310271?term=dna+vaccin&rank=20 http://www.clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT00580060?term=dna+vaccin&rank=14
http://www.nature.com/nm/journal/v11/n4s/pdf/nm1218.pdf
http://www.biotecharticles.com/Healthcare-Article/DNA-Vaccine-Vaccine-of-Next-Generation-63.html
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21408124
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