Identification d'antigènes candidats pour une prévention vaccinale des infections sur prothèses ostéo-articulaires à Staphylococcus aureus.

Identification of candidate antigenes for a vaccinal prevention of Staphylococcus aureus prosthetic joint infection.

• Auteur / Autrice : Cassie Ribeiro
• Direction : Jean-Louis Gaillard, Martin Rottman
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 10/01/2019
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et Dynamique des Systèmes Vivants
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Infection et inflammation (2I)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines (1991-....)
• Jury : Président / Présidente : David Skurnik
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Laurent, Capucine Picard, Didier Guillemot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : David Skurnik, Frédéric Laurent

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vaccination

Os -- Infections

Antigènes

Staphylocoque doré

Mots clés libres

Antigènes vaccinaux

Staphylococcus aureus

Infection sur prothèses

Vaccin antigenes

Staphylococcus aureus

Prosthetic joint infection

Résumé

Les protéines utilisées dans les vaccins anti- Staphylococcus aureus développés à ce jour se sont révélées décevantes voire délétères en essai de phase III ciblant les hémodialysés et les patients devant subir une chirurgie cardiaque. L’objectif de ce travail a été de tenter d’identifier des antigènes pertinents visant à prévenir les infections sur prothèses ostéoarticulaires (IPOAs) à S. aureus.Dans un 1er temps, nous avons sélectionné 14 protéines de S. aureus susceptibles d’être exposées à la surface bactérienne et suscitant la production d’anticorps au cours des IPOAs. Après clonage, ces 14 protéines et 8 protéines (11 polypeptides) contrôles (protéines vaccinales licenciées, protéine non staphylococcique) ont été produites, purifiées, et utilisées pour immuniser des souris. Les sérums immuns obtenus ont ensuite été testés pour leur capacité à induire l’opsonophagocytose et la bactéricidie de S. aureus dans un modèle macrophagique murin et par visualisation en microscopie confocale.Cette stratégie nous a permis d’identifier trois protéines jamais décrites jusque-là comme antigènes vaccinaux et dont les performances dans le modèle utilisé se sont révélées supérieures à celles des antigènes utilisés dans les formulations vaccinales actuelles. Nous avons également pu observer que les immuns sérums vis-à-vis d’une protéine « léthale » en essai de phase III, IsdB, provoquaient une multiplication massive de S. aureus et une destruction macrophagique rapide, confirmant l’intérêt d’un test cellulaire utilisant des macrophages et non des polynucléaires neutrophiles comme classiquement.Les trois protéines identifiées au cours de ce travail constituent des antigènes prometteurs dans la perspective du développement d’un vaccin anti-S. aureus ciblant les porteurs de prothèses ostéoarticulaires. Ces protéines pourraient être utilisées seules ou combinées entre elles, voire avec d’autres protéines ou toxoïdes. Elles pourraient également entrer dans la composition de vaccins conjugués en association avec des antigènes polyosidiques tels que le Poly-N-Acétyl Glucosamine (PNAG) déacétylé.

Protein antigens used in anti- Staphylococcus aureus vaccine to date have proved to be ineffective or even deleterious in phase III trials directed at hemodialysis patients and heart surgery candidates. The goal of this work was to try to identify relevant antigens aimed at preventing prosthetic joint infections (PJJI) caused by S. aureus.Firstly, we selected 14 S. aureus protein antigens likely to be located on the surface of the pathogen and generating antibody production in the course of PJI. After cloning, these 14 proteins and 8 “control” proteins (11 polypeptides) (licensed vaccine candidates and non-staphylococcal protein) were synthetized, purified and used to induce a humoral immune response in mice. Immune sera were harvested and tested for their ability to induce opsonophagocytosis and bactericidal activity on S. aureus in a murine macrophage model and be visualized by confocal microscopy.This strategy allowed us to identify three proteins never previously reported to be vaccine candidates with greater performance -in our assays- than the antigens included in the current vaccine formulations. We also observed that the immune serum directed against a candidate protein that proved to be lethal in a phase III trial, IsdB, allowed a massive multiplication of S. aureus and caused a rapid destruction of macrophages, confirming the relevance of a cellular assay based on macrophages instead of the classical neutrophilic polymorphonuclears.The three proteins that were identified in this work are promising antigens for a future vaccine development against S. aureus targeted at prosthetic joint implant bearers. These proteins could be used alone or in combination together, or with other proteins or toxoids. They could also be included in the formulation of conjugated vaccines, in combination with polyosidic antigens such as deacetylated Poly-N-Acetyl Glucosamine.(PNAG).