Notre laboratoire se consacre à deux thématiques de recherche. D’une part, nous expérimentons une nouvelle approche de vaccination préventive pédiatrique basée sur l’utilisation du vaccin contre la rougeole comme vecteur. Ces travaux, qui vont de la conception et la fabrication des candidats vaccins jusqu’à la participation à des essais cliniques, sont développés dans le cadre de la vaccination contre le Sida, les flaviviroses ou le paludisme. D’autre part, le laboratoire a récemment développé une nouvelle thématique de recherche qui consiste à utiliser des approches à haut débit pour caractériser les interactions entre protéines virales et protéines de l’hôte. Cette recherche est consacrée aux paramyxovirus, auxquels appartient le virus de la rougeole, mais également à de nombreux autres virus par l’intermédiaire de plusieurs collaborations.

Des nouveaux vaccins bivalents dérivés du vaccin contre la rougeole

Nous développons une nouvelle approche de vaccination pédiatrique basée sur l’utilisation d’un vaccin rougeole bivalent capable de conférer à la fois une protection contre la rougeole et d’immuniser simultanément contre d’autres maladies infectieuses. Le vaccin contre la rougeole est un des vaccins humains les plus sûrs et les plus efficaces. Depuis trente ans, il a été administré à plusieurs centaines de millions d’enfants à travers le monde et s’est révélé extrêmement efficace et sans effets indésirables. Composé d’un virus vivant atténué, il induit une immunité protectrice à vie chez 95% des individus après une seule ou deux injections. Il est facilement produit à grande échelle dans de nombreux pays et distribué à bas prix dans les pays pauvres à travers le Programme élargi de Vaccination de l’OMS. Ces caractéristiques favorables nous ont conduit à envisager son utilisation comme vecteur pédiatrique de vaccination destiné à véhiculer des antigènes d’autres agents infectieux. Un tel vecteur permettrait de profiter de la vaccination obligatoire contre la rougeole pour immuniser contre d’autres infections comme le Sida, le paludisme ou la dengue. Un vaccin recombinant de ce type serait très attractif pour les pays pauvres.

Dans ce but, nous avons cloné le génome de la souche atténuée Schwarz du virus de la rougeole (VR) et l’avons transformé en vecteur par l’insertion de nouvelles unités de transcription. Nous avons démontré la capacité de ce vecteur à exprimer de manière forte et stable des gènes codant des protéines du VIH, du virus du Nil occidental ou du virus de la dengue. Ces vecteurs sont immunogéniques chez des souris transgéniques pour le récepteur du virus de la rougeole et chez le macaque. Des vaccins recombinants exprimant le gène d’enveloppe du VIH avec des délétions des régions hypervariables induisent des anticorps neutralisants et des fortes réponses cellulaires T après une seule injection. L’immunité préexistante contre le vecteur affecte peu le pouvoir immunogène des vecteurs recombinants. En effet, nous avons montré que deux injections successives de vaccin recombinant VR-VIH induisent des anticorps anti-VIH chez des souris et des macaques qui ont été préalablement vaccinés contre la rougeole un an auparavant. Ces résultats indiquent que des vaccins rougeole recombinants pourraient être utilisés chez des individus possédant déjà une immunité anti-rougeole.

Une expérience d’immunisation-épreuve a été réalisée chez le macaque avec des vecteurs exprimant les protéines Gag, Env, Tat, et Nef du virus chimérique SHIV89.6. Elle démontre l’induction de fortes réponses cellulaires et la réduction du pic de virémie après une épreuve infectieuse par voie rectale avec le virus SHIV89.6. De même, une injection unique d’un vecteur exprimant la protéine d’enveloppe du virus du Nil occidental permet de protéger les souris et les singes d’une épreuve expérimentale par un virus très pathogène. Un candidat vaccin tétravalent contre les 4 sérotypes du virus de la dengue est en cours d’évaluation.

Ce travail a conduit à mettre en route un plan de recherche clinique pour des essais de phase I/II destinés à tester la sûreté de ce vecteur et sa capacité à induire des réponses immunes cellulaires anti-VIH chez l’homme. Ces essais sont réalisés en collaboration avec la société GlaxoSmithKline dans le cadre d’un contrat de recherche Européen. Un vecteur rougeole exprimant un antigène du VIH destiné à l’induction de réponses cellulaires a été produit. L’expression du transgène et son immunogénicité ont été testées chez la souris. Le programme clinique prévoit un essai de phase I chez des volontaires sains séronégatifs pour la rougeole pour confirmer l’absence de toxicité du vaccin et étudier son éventuelle dissémination par les vaccinés. Un essai de phase II testera le niveau d’induction de cellules CD4 et CD8 spécifiques du VIH chez des adultes volontaires sains ayant une immunité préexistante contre la rougeole.

Enfin, parallèlement aux différents programmes spécifiques de développement vaccinal, nous réalisons des recherches destinées à comprendre l’atténuation du vaccin rougeole et à améliorer ou modifier le vecteur vaccinal. Ainsi, nous comparons la pathogénicité in vitro du virus et du vaccin dans des cocultures de cellules dendritiques et de cellules T autologues. Nous évaluons dans ce système des chimères du virus atténué contenant des protéines du virus sauvage, ou délétées de certaines protéines accessoires. Le phénotype des cellules et la production de cytokines sont analysés au cours des infections. Ces recherches sont destinées à comprendre comment le virus de la rougeole est paradoxalement à la fois immunogène et immunosuppresseur alors que le vaccin atténué n’est qu’immunogène.

Protéomique des interactions virus-hôte

Dans le but d’identifier les interactions entre protéines virales et cellulaires qui déterminent la virulence et la pathogenèse, nous avons initié un projet de cartographie à grande échelle basé sur des technologies de haut débit comme le clonage par recombinaison et le double-hybride en levure. Ce programme I-MAP (Infectious Mapping Project), réalisé en collaboration avec Y. Jacob (Institut Pasteur), C. Rabourdin-Combe et V. Lotteau (IFR-128 BioSciences de Lyon), repose sur la création d’une collection d’ORFs virales dans un système de clonage par recombinaison (Gateway™) et sur une plate-forme de criblage à haut débit des interactions protéine-protéine par double-hybride en levure.

Nous utilisons cet outil pour identifier les cibles cellulaires de plusieurs paramyxovirus, dont le virus de la rougeole, les virus Nipah, Hendra et le Metapneumovirus humain (hMPV). Bien que tous entrent dans l’organisme par la voie respiratoire, leur virulence et leur capacité à se propager dans l’organisme varient considérablement. Alors que le virus respiratoire syncytial et le hMPV sont responsables d’inflammations limitées aux voies respiratoires, le virus de la rougeole, les virus Nipah et Hendra sont capables de se propager à différents organes, y compris au système nerveux central. La comparaison des cartes d’interactions avec l’hôte entre ces différents virus doit mettre en évidence, au niveau moléculaire, des étapes spécifiques de leur pouvoir pathogène respectif. Un travail réalisé sur deux souches, l’une sauvage et l’autre vaccinale, du virus de la rougeole nous a permis de montrer la pertinence de cette approche pour l’identification d’interactions impliquées dans la virulence. Du fait de leur proximité phylogénétique, il est probable que les paramyxovirus partagent un certain nombre de mécanismes pour inhiber la réponse antivirale de l’hôte. Ces mécanismes communs constituent des cibles thérapeutiques originales pour de futurs antiviraux génériques.

Nous avons caractérisé 80 protéines cellulaires interacteurs directs des protéines des virus de la rougeole, Nipah, Tioman, et du virus des oreillons. Ce réseau d’interactions virus-hôte qui interface des facteurs de virulence et des médiateurs cellulaires de la réponse immune innée sera utilisé pour identifier des cibles potentielles pour des drogues antivirales génériques. Des tests fonctionnels sont actuellement en cours de développement pour valider ces interactions et isoler des peptides antiviraux capables de rompre ces interactions.

Outre ce travail propre au laboratoire, nous collaborons avec plusieurs équipes du Département de Virologie pour appliquer la même démarche aux protéines d’autres familles virales, dont le virus de chikungunya, d’autres alphavirus, des lyssavirus, des flavivirus, le virus de l’hépatite B, le virus de la grippe, les virus HTLV-I/II, des entérovirus. Cette approche devrait permettre d’obtenir une carte exhaustive des interactions protéiques virus-hôte.

Mots-clés: Vaccin, rougeole, paramyxovirus, VIH, vecteur, interactome, protéomique, levure, double-hybride, atténuation