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La mise au point d'un vaccin
contre le syndrome d'immunodéficience acquise (sida) est une tâche
ardue qui a donné, somme toute, peu de résultats réellement
convaincants jusqu'ici. Cependant, la description récente de cas
de protection naturelle contre la maladie chez l'homme et la démonstration
qu'un vaccin vivant atténué était efficace chez le
singe ont stimulé la recherche et redonné l'espoir qu'un
vaccin contre le VIH pourra être mis au point dans le futur.
Historiquement, la première étape dans
la recherche d'un vaccin contre le VIH a consisté à démontrer
que les glycoprotéines d'enveloppe du virus, gp120 ou gp160, étaient
capables d'induire des anticorps neutralisants quand on les injectait
à des petits animaux de laboratoire en présence d'adjuvant.
Les souches de virus dont on a exprimé les glycoprotéines
sont les souches LAI, MN ou SF2, toutes trois de sous-type B.
On a pu montrer ensuite que ces antigènes de
surface, combinés au besoin à un peptide synthétique
possédant la séquence du déterminant principal de
neutralisation du virus (boucle V3), étaient capables de protéger
le chimpanzé contre l'infection expérimentale par une souche
de virus homologue purifiée, injectée par voie intraveineuse.
Le même type d'immunisation protège aussi les animaux contre
l'infection par du virus intracellulaire (cellules mononucléées
du sang périphérique ou PBMC, d'un animal infecté)
[1]. Pour ce qui est des protections croisées contre des souches
de virus hétérologues, l'expérience a montré
que les vaccins à base d'antigènes des souches MN ou LAI
protègent le chimpanzé contre l'infection par la souche
SF2, peu virulente, mais pas contre la souche DH12, ni contre une souche
d'un sous-type différent (E en l'occurrence) ([2], et sous presse).
Tous les expérimentateurs
s'accordent pour reconnaître que le dénominateur commun de
la réponse immune chez les chimpanzés protégés
est le titre élevé des anticorps neutralisants. Il s'agit
pour l'essentiel d'anticorps dirigés contre la boucle V3. Cependant,
si ces anticorps neutralisent effectivement les souches de référence
LAI, MN ou SF2, ils s'avèrent en revanche incapables de neutraliser
les souches sauvages de virus isolées des séropositifs,
ce qui, à première vue, atténue singulièrement
la portée des résultats et l'intérêt de leur
extrapolation à l'homme [3, 4].
Cette observation a conduit à s'interroger sur
la différence entre souches de référence et isolats
primaires. Les premières se multiplient sur lignées de lymphocytes
T immortalisées (CEM, H9, MT2, sup T1...) et forment des syncitia
(virus SI) alors que les seconds ne se multiplient que sur PBMC et ne
forment pas de syncitia (virus NSI). Les premières manifestent
un tropisme marqué pour les lymphocytes T, les seconds pour les
macrophages. Les souches de référence sont facilement neutralisables
par les préparations de récepteur CD4 « soluble »
(sCD4) monomérique et par les anticorps dirigés contre des
épitopes linéaires localisés tout particulièrement
dans la boucle V3, alors que les isolats primaires ont une affinité
beaucoup plus faible pour le sCD4 (ils sont toutefois neutralisés
par les préparations de récepteur hybride tétramérique
CD4-IgG) et demeurent insensibles aux anticorps anti-V3 (les seuls anticorps
qui les neutralisent sont dirigés contre des motifs conformationnels
de la gp120 ou de la gp41) [5, 6].
La découverte des co-récepteurs
du VIH permet d'ajouter une dimension nouvelle à ce tableau [7].
Les souches de virus adaptées aux cellules de lignée T utilisent
comme co-récepteur la molécule CXCR4 (la « fusine »),
elles ont donc comme compétiteur le ligand naturel de ce récepteur,
le facteur SDF-1. La très grande majorité des isolats primaires
utilise, par contre, la molécule CCR5 (ainsi que CCR3) : ces virus
ont donc comme compétiteurs les ligands naturels du récepteur,
les chimiokines bêta Rantes, Mip-1a et Mip-1b [8]. Un petit nombre
d'isolats primaires, que l'on voit apparaître tardivement au cours
de la maladie, se caractérisent par leur tropisme double : ces
virus utilisent aussi bien le co-récepteur CXCR4 que le CCR5. Enfin,
certaines souches de VIH2 semblent avoir divergé au point de pouvoir
se passer du récepteur CD4, et ne plus utiliser que le co-récepteur
CXCR4. On peut se demander si le fait que les souches de VIH1 de sous-type
E et C semblent se multiplier beaucoup mieux sur les cellules de Langerhans
que les souches de sous-type B [9] ne serait pas dû à une
plus grande affinité des premières pour un co-récepteur
particulier à la surface des cellules dendritiques.
L'ensemble de ces données conduit à émettre
l'hypothèse que de faibles différences de séquence
de la glycoprotéine du VIH pourraient entraîner des différences
majeures dans la conformation de la molécule ou dans sa disposition
à la surface des virions, entraînant par là même
des différences considérables dans l'affinité du
virus pour tel ou tel co-récepteur et changeant son tropisme cellulaire.
Ces modifications conformationnelles s'accompagneraient d'un bouleversement
de l'accessibilité des épitopes de neutralisation à
la surface du virion, ce qui expliquerait par exemple pourquoi la boucle
V3, qui est le déterminant principal de neutralisation des souches
qui utilisent le co-récepteur CXCR4, ne paraît jouer qu'un
rôle mineur dans la neutralisation de celles qui utilisent le CCR5.
Pour en revenir au problème
du vaccin, la question est maintenant de savoir ce que donnerait l'emploi
d'une glycoprotéine provenant d'un isolat primaire qui utilise
le CCR5 comme co-récepteur. Parviendra-t-on à induire, avec
ce type de vaccin, des anticorps neutralisants dirigés contre les
épitopes de neutralisation conformationnels de la gp160 et donc
capables de neutraliser l'isolat d'origine, voire aussi les autres
ou d'autres isolats primaires ? Cela devrait être possible
si l'on en juge par le fait qu'il existe des anticorps monoclonaux humains
(2G12, 2F5, F105) capables de neutraliser les isolats primaires de VIH.
Mais ce type d'anticorps est d'apparition très tardive : il est
courant de devoir attendre 9, voire 12 mois après la séropositivation
d'un individu pour qu'apparaissent les anticorps capables de neutraliser
son virus, et 9 à 12 mois supplémentaires avant qu'apparaissent
des anticorps capables de neutraliser des isolats primaires hétérologues.
Chez les macaques vaccinés avec du SIV vivant atténué,
il faut de même une longue période d'incubation post-vaccinale
avant que s'établisse la protection, laquelle paraît coïncider
avec l'apparition d'anticorps neutralisants dirigés contre des
motifs conformationnels de la gp160 et capables de neutraliser les souches
de virus hétérologues. L'expérience dira s'il en
va de même dans le cas des vaccins sous-unités.
Qu'a-t-on appris du modèle SIV chez le macaque
? Les premiers essais réalisés avec des vaccins à
base de SIV inactivé ont été couronnés de
succès, mais on s'est aperçu que l'immunité obtenue
n'était pas dirigée contre les antigènes viraux mais
contre des antigènes cellulaires (HLA) présents dans l'enveloppe
du virus. Cette approche a donc été abandonnée. On
a ensuite montré qu'un vaccin constitué d'un mutant atténué
(Dnef) du SIV conférait au macaque une protection remarquable
contre une épreuve virulente réalisée avec des doses
importantes de virus d'épreuve [10]. Ce résultat est d'importance
capitale. Il a généré l'espoir qu'on pourrait utiliser
un vaccin vivant atténué pour se protéger du VIH.
Signalons à ce propos qu'on a identifié en Australie une
cohorte d'hémophiles infectés par un VIH comportant un gène
nef altéré [11]. Bien que séropositifs depuis
plus de dix ans, ces individus demeurent en bonne santé. L'emploi
des souches de virus de ces séropositifs comme vaccin atténué
suscite beaucoup d'intérêt mais la question est de savoir
si l'on peut prendre le risque de les tester en clinique.
Vacciner un sujet avec un VIH vivant comporte au moins
deux risques majeurs. Tout d'abord, on a observé chez le macaque
que le SIVDnef est certes atténué pour l'adulte mais
qu'il peut toujours conférer un sida chez les très jeunes
et les nouveau-nés. Le second risque tient au fait que le virus
Dnef persiste dans l'organisme pendant de longues années
et sans doute toute la vie de l'animal. Les vaccins vivants atténués
classiques (rougeole, rubéole, fièvre jaune) provoquent
une réaction du système immunitaire qui les élimine
en même temps que s'établit la protection. Tel n'est pas
le cas avec les lentivirus. Or, on ignore tout des risques que comporte
à long terme la persistance d'un rétrovirus, même
atténué, dans l'organisme, tant en terme d'oncogénicité
éventuelle qu'en terme de possibles complications neurologiques,
immunologiques, ou autres...
L'intérêt du vaccin SIV atténué
tient au fait qu'il peut servir de modèle pour identifier les réponses
immunitaires impliquées dans la protection contre l'infection virale.
Deux hypothèses s'affrontent quant aux mécanismes immunitaires
en jeu dans la protection conférée par le SIVDnef.
Selon la première, l'élément majeur ne serait ni
les anticorps, ni les lymphocytes T cytotoxiques (CTL), mais les chimiokines
Rantes, Mip-1a et Mip-1b [12]. Selon la seconde, le rôle principal
reviendrait aux anticorps capables de neutraliser les souches de virus
sauvages, anticorps d'apparition lente et dirigés contre les épitopes
conformationnels de la gp160. Cependant, les résultats des expériences
de transfert passif d'anticorps chez le macaque n'ont pas permis de confirmer
l'hypothèse des anticorps et les résultats sur les chimiokines
sont controversés. On en vient presque aujourd'hui à se
demander si l'immunité de prémunition conférée
par le SIVDnef est bien de nature immunologique.
Cependant, un grand pas en avant
a été accompli chez l'homme avec l'identification de sujets
qui restent séronégatifs en dépit de contacts fréquents,
non protégés, avec des sujets infectés. Certains
de ces sujets réfractaires se caractérisent par une délétion
homozygote du récepteur CCR5 (Dccr5/Dccr5). D'autres n'ont pas
cette mutation mais montrent diverses réactions d'immunité
cellulaire. Ce phénomène a été décrit
pour la première fois par Shearer et Clerici chez les partenaires
séronégatifs dans les couples homosexuels discordants ;
on l'a retrouvé chez des prostituées en Guinée-Bissau
et au Kenya ainsi que chez des enfants séronégatifs nés
de mères séropositives. On a pu mettre en évidence,
chez tous ces sujets, des réactions de prolifération lymphocytaire
à des antigènes du VIH et/ou des CTL CD8 + anti-VIH.
La notion qu'il pourrait exister une immunité
cellulaire protectrice en l'absence de toute immunité humorale
est en fait assez ancienne [13]. C'est une donnée d'importance
capitale pour la mise au point d'un vaccin [14]. On a d'ailleurs montré
chez le macaque qu'un virus de la vaccine exprimant le gène nef
du SIV était capable de protéger l'animal d'une infection
avec du SIV pour peu que la fréquence des précurseurs CTL
anti-Nef induits par le vaccin soit supérieure ou égale
à 1/10 000 [15]. On vient de montrer qu'on pouvait aussi protéger
le macaque contre l'infection à SIV en le vaccinant avec un vaccin
plasmidique à base d'ADN nu suivi d'un rappel avec de la gp160
[16]. Le vaccin ADN induit la formation de CTL et de précurseurs
CTL à taux élevé, le rappel avec la gp160 induit
la production d'anticorps, et c'est l'ensemble des deux réponses
qui paraît nécessaire pour conférer la protection.
Une relation synergique a de même pu être
établie entre deux vaccinations successives chez des volontaires
humains immunisés, dans un premier temps, avec un vaccin vivant
à base de virus de la vaccine recombinant exprimant la gp160, puis
avec des rappels de gp160 purifiée. Ce protocole a été
repris dans plusieurs études cliniques en France et aux États-Unis
avec des canarypox recombinants et de la gp120. La combinaison de ces
deux types de vaccin induit une réponse prolongée en anticorps
chez tous les vaccinés et une réponse CTL CD8+
marquée chez environ 20 % d'entre eux, et, plus faible, chez quelque
20 % encore. Bien que ces résultats soient encore modestes, les
responsables du NIH américain ont prévu de faire très
prochainement un essai de phase II chez des volontaires à risque
avec cette même combinaison de vaccins (primo-vaccination avec un
canarypox Alvac-VIH exprimant gp120 MN et gag-pro LAI, puis rappels
avec de la gp120 SF2). Si les résultats sont encourageants, un
essai de phase III pourrait être mis en route en 1999. Il porterait
sur plusieurs milliers de personnes à risque (homosexuels, utilisateurs
de drogues, prostituées) aux États-Unis et en Europe.
Il est envisagé, par ailleurs, que des essais
soient conduits aussi dans des pays en voie de développement (Ouganda
et Thaïlande notamment), sachant que, dans ces pays, le sous-type
de virus dominant n'est pas le B mais, selon les pays, le A, le C, le
D ou le E. Ces pays sont les plus touchés par l'épidémie
; ils ont, d'ailleurs, plus que les autres, besoin d'un vaccin anti-VIH
car leurs budgets de santé ne leur permettent pas d'accéder
aux traitements antiviraux.
En résumé donc, la mise au point d'un
vaccin efficace contre le VIH1 s'avère longue et difficile. Les
modèles animaux sont imparfaits, et les corrélats de la
protection demeurent toujours controversés. La question de savoir
si des vaccins à base d'antigènes viraux de sous-type B
pourront protéger contre des infections avec des virus appartenant
à d'autres sous-types n'est pas résolue. La nécessité
de conférer une protection contre une infection à voie de
transmission muqueuse est un élément de difficulté
supplémentaire [12, 17, 18]. Le fait qu'on puisse protéger
le macaque contre le sida en le vaccinant avec un virus atténué
(SIVDnef) conduit cependant à un certain degré d'optimisme.
De même, de nombreux essais chez le singe (SIV) ou chez le chimpanzé
(VIH1) ont montré qu'il est possible, au moins pendant des temps
limités et dans des contextes expérimentaux bien définis
(souches virales, doses, voies d'épreuve, etc.) de protéger
l'animal contre une inoculation d'épreuve virulente. Il en va de
même, d'ailleurs, avec des lentivirus plus éloignés
(FIV, EIAV). Cependant :
- on ne sait toujours pas induire chez l'homme de CTL
contre plusieurs antigènes du VIH1 à la fois, ni chez plus
de 20-40 % des vaccinés ;
- on ne sait pas s'il sera possible d'induire par la
vaccination des réponses spécifiques de sécrétion
de b-chimiokines, ni surtout d'induire une mémoire de sécrétion
de b-chimiokines à long terme ;
- enfin, on ne sait toujours pas comment induire des
anticorps capables de neutraliser les isolats primaires du VIH1, lesquels
se multiplient dans les macrophages, utilisent le récepteur CCR5
et demeurent insensibles aux anticorps anti-V3.
Les réponses à ces questions sont autant
de défis à l'expérimentateur et constituent l'un
des challenges les plus passionnants de la rétrovirologie moléculaire
moderne.
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