Peptides multi-épitopiques d’intérêt vaccinal appliqués aux leishmanioses humaines

Multi-epitope peptide vaccines against human Leishmaniasis

• Auteur / Autrice : Sarra Hamrouni
• Direction : Amel Meddeb-Garnaoui, Jean-Loup Lemesre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 28/11/2019
• Etablissement(s) : Montpellier en cotutelle avec Université de Carthage (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UMR Intertryp (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Marty
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Amel Meddeb-Garnaoui, Jean-Loup Lemesre, Sylviane Pied
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Marty, Sylviane Pied

Mots clés

Mots clés contrôlés

Leishmania

Antigènes

Vaccins

Réponse immunitaire

Peptides

Lymphocytes T

Mots clés libres

Lymphocyte T

Peptide multi-Épitopique

Vaccin

Immunogénicité

Hla

Leishmania

Immunogenicity

Vaccine

Multi-Epitope peptides

T lymphocyte

Hla

Leishmania

Résumé

Les leishmanioses sont des maladies tropicales négligées ayant un impact important sur la santé humaine en raison de la fréquence et la gravité de certaines de leurs formes cliniques. En l'absence de vaccins à usage humain, la chimiothérapie constitue le moyen principal de lutte contre la leishmaniose, malgré tous ses inconvénients, à savoir, effets secondaires et résistance au traitement. La guérison est généralement associée à une protection contre une réinfection ce qui constitue un argument solide en faveur de la faisabilité d’un vaccin.Les vaccins peptidiques basés sur l'identification, in silico, d’épitopes T immunodominants capables d'induire des réponses immunitaires T spécifiques, présentent une stratégie prometteuse, en raison de leur spécificité, stabilité, facilité de production à grande échelle et leur faible coût.Notre objectif a été d’évaluer l’immunogénicité de peptides multi-épitopiques constitués d’épitopes T, affins à différents allèles du complexe majeur d'histocompatibilité humain ou HLA (Human Leukocyte Antigen) de classe-I (HLA-I) ou -II (HLA-II). Ces épitopes ont été identifiés à partir des protéines Histone (H2B), Promastigote surface Antigen (PSA) et L. major large RABGTPase (LmLRAB), déjà décrites comme candidats vaccin contre la leishmaniose humaine ou animale. 12 peptides multi-épitopiques ont été conçus et utilisés sous forme de pools de peptides pour stimuler des PBMC issus d’individus guéris de leishmaniose cutanée. La production d'IFN-γ, d'IL-10, de TNF-α et de granzyme B (GrB), a été évaluée par ELISA ou CBA. La fréquence des cellules T productrices d'IFN-γ a été quantifiée par ELISpot. Les phénotypes des populations lymphocytaires T productrices de cytokines ainsi que les lymphocytes T mémoires ont été analysés par cytométrie en flux.Nous avons démontré que 16 parmi les 25 pools de peptides, contenant des peptides affins aux molécules HLA-I, HLA-II ou HLA-I et II, parmi les plus représentés dans la population mondiale, ont été capables d'induire des taux spécifiques et significatifs d'IFN-γ mais pas d’IL-10, chez les individus guéris de LC. 6 pools de peptides parmi ceux induisant les taux les plus élevés d'IFN-γ ont été sélectionnés afin de mieux caractériser leur réponse immunitaire. Nous avons démontré que certains d’entre eux ont été capables d’induire une augmentation significative des pourcentages de lymphocytes (i) TCD4+ et TCD8 + producteurs d’IFN-γ (ii) TCD4+ producteurs de GrB (iii) TCD4+ bifonctionnels, sécrétant de l’IFN-γ et du TNF-α et/ou du TNF-α et de l’IL-2 et (iv) TCD4+ et TCD8+ mémoires centraux.En conclusion, nous avons démontré que des peptides multi-épitopiques dérivés des protéines H2B, PSA et LmlRAB, ont été capables d’induire des réponses lymphocytaires TCD4+ et TCD8+ avec production de cytokines associées à la résistance contre l'infection par Leishmania. Nos résultats suggèrent que ces peptides pourraient être exploités, en tant que candidats vaccins contre la leishmaniose humaine.

Leishmaniasis is a neglected tropical disease with a significant impact on human health because of the frequency and the severity of some of their clinical forms. In the absence of effective human vaccines, chemotherapy remains the major tool for the control of leishmaniasis, despite serious side effects and resistance to treatment. Healing is associated with the development of a life-long immunity to infection, arguing for vaccine feasibility.Peptide vaccines based on in silico identification of immunodominant T cell epitopes able to induce T cell specific immune responses constitute a promising strategy because of their specificity, stability and large-scale production/low cost.Our purpose was to evaluate the immunogenicity of multi-epitope peptides composed of T cell epitopes with binding affinities to the most frequent human leukocyte antigen class-I (HLA-I) and -II (HLA-II) alleles. These epitopes were derived from Histone (H2B), Promastigote surface Antigen (PSA) and L. major large RABGTPase (LmLRAB) proteins, which were previously described as potential Leishmania candidate vaccines.12 multi-epitope peptides were designed and were used as peptide pools to stimulate PBMC from individuals with healed cutaneous leishmaniasis. IFN-γ, IL-10, TNF-α and granzyme B (GrB) production was evaluated by ELISA or CBA. The frequency of IFN-γ-producing T cells was quantified by ELISpot. T cells secreting cytokines as well as memory T cells were analyzed by flow cytometry.We showed that 16 of 25 peptide pools containing HLA-I, HLA-II or both HLA-I and -II peptides were able to induce specific and significant IFN-γ but not IL-10 production. 6 peptide pools were selected among those inducing the highest levels of IFN-γ for further characterization. We showed that, some of them were able to induce a significant increase of the percentages of (i) both CD4+ and CD8+ T cells producing IFN-γ (ii) CD4+ T cells producing GrB (iii) bifunctional CD4+ T cells secreting IFN-γ+/TNF-α+ and/or TNF-α+/IL-2+ and (iv) CD4+ and CD8+ central memory T cells.In conclusion, we demonstrated that multi-epitope peptides derived from H2B, PSA and LmlRAB proteins were able to induce both CD4+ and CD8+ T cell responses, both associated with protection against Leishmania infection, suggesting that they may be exploited as potential polytope vaccine candidates against human leishmaniasis.