Préparation et carctérisation de nanoparticules de chitosan chargées en antigène pour l'immunisation

Preparation and characterization of antigen loaded chitosan nanoparticles for immunization

• Auteur / Autrice : Maruthi Prasanna
• Direction : Noemi S Csaba, Cyrille Grandjean
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biomolécules, pharmacologie, thérapeutique
• Date : Soutenance le 11/09/2020
• Etablissement(s) : Nantes en cotutelle avec Universidad de Santiago de Compostela
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de Fonctionnalité et Ingénierie des Protéines (Nantes)
• Jury : Président / Présidente : Antonio José Almeida
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jeremy S. Brown, Maria Jose Alonso, Bernard Offmann
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marcos Garcia Fuentes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Immunologie expérimentale

Chitosane

Vaccins glycoconjugués

Vaccins antipneumococciques

Mots clés libres

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Résumé

Les vaccins anti-pneumocoques existants sont basés sur des polysaccharides capsulaires de sérotypes sélectionnés et n'offrent qu’une protection incomplète contre les infections dues à ce pathogène, tout en favorisant un phénomène dit de remplacement sérotypiques. Les stratégies préventives actuelles impliquent le développement de vaccins basés sur des protéines pneumococcales communes. Dans cette étude, nous avons développé un glycoconjugué semi-synthétique (GC) en liant de manière covalente l'adhésine de surface du pneumocoque A (PsaA) avec un mime synthétique du polysaccharide capsulaire de Streptococcus pneumoniae sérotype 14 (Pn14TS). Des études d'immunisation chez la souris ont montré que le GC était capable d'induire des anticorps de type IgGs contre ses composants protéiques et sucres. Les GC-CNP ont été préparés en utilisant une méthode de gélification ionique simple, conduisant à des nanoparticules de taille 150 nm et un potentiel zêta de 30 mV. Les GC-CNPs ont montré une efficacité d'encapsulation de 70%, une stabilité colloïdale dans le liquide muqueux nasal simulé et ont pu contrôler la libération d'antigène plus de 24h. Ces nanoparticules ont montré de faibles niveaux de toxicité et ont pu induire une régulation positive des marqueurs de costimulation et d'activation des lymphocytes T. Les études d'immunisation chez la souris révèlent que, lors de l'immunisation S.C., les GC-CNP induisent une réponse IgG anti-PsaA et anti-sucre 100 fois et 10 fois plus élevées, que le GC nu. En résumé, l'étude démontre que le nanosystème à base de glycoconjugué semi-synthétique augmentait la réponse immunitaire.

Existing pneumococcal vaccines are based on capsular polysaccharides from selected serotypes and provide no complete protection against pneumonia, and the major concern is serotype replacement. Current preventive strategies involve the development of vaccines based on common pneumococcal proteins. In this study, we have developed a semisynthetic glycoconjugate (GC) by covalently linking the pneumococcal surface adhesin A (PsaA) with a synthetic mimic of the capsular polysaccharide from Streptococcus pneumoniae serotype 14 (Pn14TS). Preliminary immunization studies in mice have shown that the GC was able to induce IgG antibodies against both of its protein and tetrasaccharide components. The GC-CNPs were prepared using a simple ionic gelation method, resulting in nanoparticles with 150 nm size and zeta potential of 30 mV. The GC-CNPs showed 70% encapsulation efficiency, colloidal stability in simulated nasal mucosal fluid and were able to control the antigen release more than 24h. These nanoparticles displayed low levels of toxicity and were able to induce the upregulation of costimulatory markers and T cell activation. Finally, the immunization studies in the mice reveal that, on S.C immunization the GC-CNPs displayed a 100-fold and 10-fold higher anti-PsaA IgG and anti-CP (capsular polysaccharide) IgG response respectively over the mice immunized with GC. In summary, the study demonstrates the semisynthetic glycoconjugate based nanosystem as a potential pneumococcal vaccine.