Genetically modified invasive lactic acid bacteria as innovative tools for mucosal DNA vaccination

• Auteur / Autrice : Silvia Innocentin
• Direction : François Lefèvre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Versailles-St Quentin en Yvelines

Mots clés

Mots clés contrôlés

Staphylococcus aureus

Lactoglobulines

Lactococcus lactis

Hypersensibilité au lait

Vaccins à l'ADN

Influenzavirus

Lactobacillaceae

Résumé

Nous avons étudié la possibilité d’utiliser les Bactéries Lactiques (BL) pour vectoriser des vaccins ADN par voie muqueuse. Des BL alimentaires avaient déjà été utilisées pour délivrer des protéines par cette voie. Nous avons montré que la BL modèle Lactococcus lactis peut délivrer un vecteur plasmidique d’expression eucaryote codant pour un allergène majeur du lait de vache, la beta-lactoglobuline (BLG) dans la lignée Caco-2 et permettre l’expression de la protéine BLG par les cellules. Pour améliorer l’efficacité du transfert d’ADN, nous avons utilisé des souches de L. Lactis rendues invasives par expression des gènes InlA de Listeria monocytogenes et FnBPA de Staphylococcus aureus. Ces deux types de souches présentent des taux d’internalisation similaires et la même capacité à vectoriser un plasmide d’expression de la GFP (1% des cellules Caco-2 exprimant la GFP). Nous avons ensuite testé les lactocoques invasifs comme vecteurs d’ADN vaccinant dans deux modèles pathologiques chez la souris : l’allergie à la BLG et l’infection par le virus de la grippe. In vitro, les cellules Caco-2 exprimaient 30 fois plus de BLG après co-incubation avec les souches invasives comparées aux souches non-invasives. In vivo, l’administration intranasale de souches invasives FnBPA+ et de souches non-invasives induit respectivement une réponse immunitaire Th2 et Th1 contre la BLG. L’administration intranasale de souches invasives FnBPA+ conçues pour permettre l’expression de l’hémagglutinine et de la nucléoprotéine du virus de la grippe se sont révélées moins efficaces que la vaccination génétique classique (ADN nu par voie intradermique) pour protéger les souris contre une épreuve

In this study, we evaluate the potential of Lactic Acid Bacteria (LAB) as mucosal DNA vaccine delivery vectors. LAB are food-grade bacteria already used to deliver proteins at the mucosal level. We showed that Lactococcus lactis, a model LAB, can deliver a eukaryotic expression plasmid coding for a major cow’s milk allergen, beta-lactoglobulin (BLG) gene in Caco-2 cell line with subsequent expression of BLG protein by the cells. To improve DNA delivery, we used L. Lactis strains rendered invasive by expressing Listeria monocytogenes InlA or Staphylococcus aureus FnBPA genes. Both showed comparable internalization rates and ability to deliver a GFP expression plasmid: 1% of Caco-2 cells expressed GFP while no GFP was detected with non invasive strains. We then tested invasive L. Lactis as DNA vaccine carrier in two disease models of mouse: allergic response to BLG and influenza virus infection. In vitro, Caco-2 cells expressed 30-fold more BLG when co-incubated with invasive strains compared to non invasive. In vivo, intranasal administration of invasive FnBPA+ strain and non invasive strains induced a Th2 and Th1 immune responses against BLG, respectively. Intranasal administration of invasive FnBPA+ strains designed to express hemagglutinin and nucleoprotein of influenza virus was less efficient than intradermal naked DNA immunization to protect mice from viral challenge.