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Immunologie et vaccination

Innover pour la vaccination
Immunology and vaccination

Seppic est un acteur des adjuvants de vaccins depuis plus de 40 ans pour la santé animale et depuis plus de 25 ans pour la santé humaine. En santé humaine, nos adjuvants sont utilisés dans de nombreuses études de vaccins et soutiennent la recherche vaccinale. En santé animale, notre laboratoire d’immunologie, intégré depuis 1992 au sein des laboratoires de recherche de l’Ecole Vétérinaire Nationale d’Alfort (EnvA, France), garantit l’efficacité et la bonne tolérance de nos adjuvants de vaccins. Il entretient de solides collaborations avec des instituts et des sociétés spécialistes de la médecine vétérinaire en France et partout dans le monde.

Développer une réponse immunitaire

La plupart des vaccins sont dits “prophylactiques”, c’est-à-dire qu’ils contribuent à la prévention des maladies infectieuses chez l’homme et chez l’animal. Le principe repose sur l’administration d’un principe actif, un fragment d’agent infectieux ou un agent infectieux entier appelé antigène, dans le but est de développer une réponse immunitaire spécifique sans provoquer la maladie. Cette réponse immunitaire rend ensuite l’individu capable de se protéger contre une infection naturelle.

Les vaccins dits “thérapeutiques” sont utilisés pour lutter pour une maladie déjà déclarée chez un individu. Ils sont conçus pour stimuler spécifiquement le système immunitaire, afin qu’il rejette, par exemple, des cellules cancéreuses. Ils sont notamment utilisés en oncologie dans le cadre d’immunothérapie.

Mécanisme d’action des adjuvants de vaccins

En vaccination, les adjuvants sont des substances qui augmentent l'intensité de la réponse immunitaire après co-administration avec l’antigène.

L’injection du couple antigène-adjuvant provoque une arrivée massive de cellules et médiateurs immunitaires au site d’administration (point d’injection). Pour certains adjuvants comme les émulsions, il se produit un effet dépôt. L’adjuvant permet la protection et la diffusion progressive de l’antigène pour assurer une stimulation efficace et prolongé du système immunitaire.

L’ensemble de ces éléments facilite la capture de l’antigène par des cellules immunitaires spécialisées, qu’on appelle cellules présentatrices d'antigène (CPA). Ces cellules sont à l’interface entre deux systèmes immunitaires : inné (rapide et non spécifique) et adaptatif (lent et spécifique).

L’immunité innée

L'immunité innée a un rôle essentiel, non seulement chronologiquement mais aussi fonctionnellement grâce à son influence sur le développement de la réponse adaptative car ses nombreux effecteurs jouent un rôle central dans les premières étapes de la réponse immunitaire. Les adjuvants amplifient le signal de danger déclenché suite à l’administration de l’antigène et ainsi stimulent cette phase de l’immunité. Les granulocytes et monocytes font partie de l’arsenal cellulaire impliqué dans cette réponse primaire afin de combattre ou contenir une infection, le temps qu’une réponse spécifique et plus efficace se mette en place. Des cellules à activité phagique, comme les cellules dendritiques, ont la capacité d’internaliser et d’éliminer l’antigène.

L’immunité adaptative

Le relais est ensuite passé à l’immunité adaptative dans laquelle les cellules dendritiques exercent leur activité de cellules présentatrices d'antigène et migrent du site d’injection vers des organes effecteurs de la réponse immunitaire pour être mis en contact avec les lymphocytes T et leur présenter efficacement l’antigène. Seuls les lymphocytes T susceptibles de reconnaître l’antigène s’activent et se multiplient pour déclencher une réponse ciblant spécifiquement l’antigène. Ce phénomène met également en jeu différentes molécules qu’on appelle cytokines nécessaires à la communication entre les cellules impliquées.

La nature de l’antigène et de l’adjuvant influence le type de réponse induite. Deux voies de réponses immunitaires complémentaires, avec une signature cytokinique associée, sont la conséquence de cette activation : la voie Th1 (T auxiliaires ; helper en anglais) appelée immunité cellulaire et la voie Th2 appelée immunité humorale. L’immunité cellulaire met en jeu des cellules phagiques et des cellules cytotoxiques favorisant l’élimination d’agents pathogènes qui se propagent dans les cellules de l’organisme comme les virus par exemple. L’immunité humorale implique la production d’anticorps qui sont capables de stopper la migration et la prolifération d’agents pathogènes extracellulaires. La présence d’un adjuvant peut orienter le système immunitaire à combattre plus efficacement un agent pathogène en favorisant l’une ou l’autre des voies.

La propriété majeure de l’immunité adaptative est la génération d’une mémoire immunitaire sur laquelle s'appuie la vaccination pour combattre efficacement l’agent infectieux dont est issu l’antigène vaccinant.

Représentation de la réponse immunitaire après vaccination Représentation de la réponse immunitaire après vaccination

Le cas de l’immunothérapie

En immunothérapie, en particulier en oncologie, la stratégie est d’aider le système immunitaire à reconnaître et à détruire les cellules cancéreuses. Ces cellules se distinguent des cellules saines par l’expression à leur surface de marqueurs spécifiques qui peuvent être une cible. Ces marqueurs échappent à la surveillance du système immunitaire car les cellules sont capables de produire des inhibiteurs qui inactivent les défenses de l’organisme.

L’approche thérapeutique a donc pour objectif de réveiller le système immunitaire afin qu’il élimine les cellules cancéreuses. Le mécanisme d’action de la réponse immunitaire est celui décrit pour la vaccination. Dans le cadre d’un vaccin thérapeutique, la réponse de type cellulaire est à privilégier pour détruire les cellules tumorales.

Nouvelles voies d’administration

Les nouvelles générations de vaccin proposent des solutions sans aiguille avec comme voie d’administration les muqueuses de l’organisme, comme celles que l’on retrouve au niveau du nez, de la bouche ou même des yeux. Les muqueuses constituent la voie d’entrée principales des agents pathogènes lors d’une infection naturelle. Ce compartiment est donc très riche en cellules immunitaires sentinelles pour lutter contre les infections. Les muqueuses sont donc un point stratégique à cibler pour l’efficacité vaccinale. En santé animale, ce mode d’administration est particulièrement adaptée pour la vaccination de masse notamment dans les élevages de poulets ou de poissons.

La peau constitue aussi une voie alternative d’administration de plus en plus utilisée dans le cadre de la vaccination non invasive. Comme pour les muqueuses, la peau est pourvue d’une grande quantité des cellules immunocompétentes. L’utilisation de dispositif tels que les patchs ou les pistolets injecteurs permettent de cibler différentes couches de la peau, où l’on parle alors de vaccination épidermique, transdermique ou transcutanée.

Au global, ces nouveaux vaccins plus simples d’utilisation peuvent conférer aussi bien une protection locale, que muqueuse et systémique.

Seppic développe une large gamme d’adjuvants de vaccins couvrant la diversité des besoins dont ceux spécifiques à cette nouvelle voie d’administration. Un enjeu pour notre laboratoire d’immunologie est d’explorer et de caractériser des adjuvants innovants sur ces nouvelles applications.

Le laboratoire d’immunologie

Grâce à ses équipements de pointe, le laboratoire d’immunologie s’appuie sur différentes techniques pour étudier les performances des formules adjuvantes et analyser les différentes composantes de la réponse immunitaire. La caractérisation de la réponse immunitaire induite par les adjuvants est un élément essentiel pour répondre aux besoins de nos clients. Elle prend en compte l’efficacité générée par nos produits mais aussi leur innocuité. Les techniques les plus couramment utilisées au laboratoire, permettent d’avoir une vision précise sur chaque grande étape de la réponse immunitaire :

  • L’ELISA (Enzyme Linked Immuno Sorbant Assay) pour la détection et le dosage d’anticorps ou de molécules solubles (cytokines) du système immunitaire issus du sérum,
  • L’ELISpot pour l’identification d’une cytokine cible à partir de cellules mises en culture,
  • La cytométrie en flux pour avoir des informations sur les populations de cellules telles que les lymphocytes : leur identification, l’évaluation de leur activité biologique ou encore leur niveau d’activation,
  • L’immunohistochimie pour apprécier les réactions inflammatoires au site d’injection des vaccins,
  • Les outils de biologie moléculaire pour caractériser les voies d’activation par l’expression des gènes, notamment pour bien comprendre les mécanismes d’action impliqués dans l'immunité innée.
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