Principes de la vaccination PDF

UE Production 05/10/23 DRAULT Anna 15h30-17h30 BENNACER Myriam M Delbecq V...

UE Production 05/10/23 DRAULT Anna 15h30-17h30 BENNACER Myriam M Delbecq Vaccins Principes de la vaccination Les vaccins ce n’est pas une nouveauté, les premiers cas documentés ça date quand même du 16ème siècle. Au 16ème siècle, on ne connaît pas vraiment ce que c’est qu’un microbe, un micro-organisme… tout ce qui est microscopique. La notion de micro-organisme liée à des maladies n’existe pas vraiment. Néanmoins, les gens sont globalement observateurs, et en Chine ils ont remarqué qu’on pouvait protéger de la variole, maladie virale causée par un virus qui s’appelle smallpox en anglais, qui peut être mortelle et c’est quelque chose qui est de toutes façons très invalidante car vous avez des pustules de partout qui dégoulinent de pu, vous avez de la fièvre aussi. C’était une maladie qui était extrêmement répandue, et c’est une des rares qui a été éradiquée, c’est-à-dire qu’elle a disparu (pour l’instant en tous cas) de la surface de la terre justement grâce à un effort mondial de vaccination et depuis 1978 il n’y a plus de cas de variole humaine dans le monde. En Chine au 16ème siècle, il y a des gens qui constataient que quelqu’un qui contractait une forme relativement bénigne de la variole ne rattrapait plus derrière la maladie, ils se sont dit qu’il y avait peut-être quelque chose à faire : c’est là qu’a été mis au point la variolisation, qui a été pratiquée jusqu’à il n’y a pas si longtemps que ça. Ça consiste à récupérer un peu de pus des pustules qui contient le virus et de l’inoculer à des personnes en bonne santé. La plupart des maladies virales, lorsque vous êtes en bonne santé, ne tue pas. La grippe ça va assez rarement vous tuer si vous êtes jeune et en bonne santé, comme le COVID. L’idée c’est qu’ils avaient remarqué qu’on pouvait protéger les gens contre une nouvelle infection grave de la variole en inoculant le virus pathogène à des personnes en bonne santé. Jenner en Angleterre, avait aussi observé que les gens qui s’occupaient des vaches en général n’attrapaient pas la variole, mais attrapaient un truc qui y ressemble un peu, qui est en fait le virus de la variole de la vache = le virus de la vaccine = cowpox en anglais. Le virus humain c’est smallpox. Vous avez en fait une famille de virus qui s’appelle les pox virus, et tout ce qui a pox dedans ce sont des équivalents de variole : horsepox = variole du cheval, monkeypox = variole du singe qu’on a ressorti il n’y a pas longtemps. Ce que montre Jenner : les gens s’infectent avec des vaches malades et l’humain peut être un peu sensible au virus cowpox sauf que ça fait des maladies beaucoup plus bénignes que la vraie variole humaine. 1 On voit ici qu’on a un concept assez important qui émerge : l’immunité croisée. C’est-à-dire que vous pouvez être infectés par un pathogène proche qui ne va pas être très virulent pour l’humain, mais comme il est proche du vrai virus humain ici smallpox, la réponse immunitaire qui va être déclenchée contre le virus de la vaccine va permettre de protéger contre le virus de la variole humaine. Le fameux vaccin contre le virus monkeypox qui est sorti très rapidement n’est pas un nouveau vaccin, c’était le vaccin contre la variole humaine mais ça marche aussi contre le monkeypox car le principe de l’immunité croisée marche aussi. Le monkeypox n’est pas très virulent non plus. Autre point assez important, il y a quand même presque un siècle déjà : c’est Pasteur et de ses collègues ; vous avez peut-être déjà entendu parler de Roux et du Sarcome de Roux. Eux ils travaillaient sur une maladie qui touche les poulets. Pasteur a travaillé sur tout un tas de problématiques industrielles : ça allait de problématiques médicales à des problématiques sur les vers à soie, la fermentation de la bière ou du vin…. Et entres autres il s’intéressait beaucoup aux animaux ; il a travaillé sur les maladies du poulet à ce moment-là car c’était également le début de l’élevage industriel, on commençait à avoir des concentrations d’animaux importantes et des problématiques de pathogénicité dans les élevages avec des poulets qui meurent beaucoup. Ici il s’aperçoit qu’en prenant des cultures vieillies c’est-à-dire des cultures qui ont été repiquées plusieurs fois sans passage sur des animaux, qui ont été laissé sur la paillasse pendant un moment mais qui sont toujours vivantes mais ce sont des bactéries qui ne sont plus pathogènes, qui ont perdu leur facteur de virulence. C’est ce qu’on appelle des vaccins atténués. Il y en a encore actuellement. Ça montre un autre aspect important : on peut utiliser des organismes pathogènes à condition de leur faire perdre ces facteurs de virulence (qui soit facilitent l’invasion de l’organisme, soit sécrétant des toxines…). Si on arrive à supprimer ces facteurs de virulence, on obtient une souche atténuée qui va déclencher une réponse immunitaire efficace contre le pathogène sans trop de risque d’être malade. En 1835 Pasteur a vacciné un enfant contre la rage avec un virus un peu atténué qui était cultivé sur des moelles épinières de lapin. Il prenait ces moelles épinières de lapin qui étaient exposées à l’air, ça cultivait le virus dedans et il repiquait de moelle épinière en moelle épinière, et à la fin il mixe le tout et voilà. Ça ne se fait plus comme ça maintenant, mais toujours est-il que ça a marché, puisqu’en inoculant son vaccin qui avait aussi une action préventive, ça a sauvé la vie de cet enfant. Pour la petite histoire : une fois qu’il a grandi, il est devenu concierge de l’Institut Pasteur et pendant la 2nde Guerre mondiale, les Allemands ont envahi Paris et sont rentrés dans l’Institut Pasteur et pour pas voir ça il s’est tiré une balle dans la tête. Donc on lui a sauvé le système nerveux quand il était petit et à la fin voilà. Mais bon ça arrive. A noter également que la rage c’est pas une maladie qui a été éradiquée dans le monde, il y a encore des pays où y’a de la rage y compris la rage humaine. C’est quelque chose auquel il faut faire très attention si vous voyagez, la durée d’incubation c’est à peu près un mois à partir du moment où vous êtes contaminés. 2 La contamination, ce n'est pas forcément un chien qui vous mord, ça peut aussi être une chauve-souris qui vous fait une crotte dans l’œil ou le chien qui vous lèche la figure. Pendant un mois vous pouvez intervenir en vaccinant, et à la fin du mois les signes cliniques commencent à apparaître et c’est létal dans 100% des cas. Il y a un reportage d’il y a quelques années en Inde, dans les orphelinats, où ils font des dépistages d’enfants porteurs de la rage ; un des signes de la rage c’est la peur de l’eau et la réaction face au vent. Et y a un gars qui prend un grand bout de carton et les enfants sont tous alignés et il leur fait du vent, il y a des enfants qui commencent à s’agiter et vous savez qu’eux dans 3 semaines ils sont morts. A quoi ça sert de faire un vaccin ? C’est le principe d’inoculer un antigène pour induire une immunité protectrice. Il y a 2 types de protection : 1) Une protection qui va juste chercher à réduire les signes cliniques. Forcément si vous réduisez les formes cliniques vous n’allez pas faire de forme grave et vous n’allez pas soit mourir tout de suite soit encombrer les hôpitaux. Mais ça n’est pas une protection totale. 2) Il existe néanmoins un type de protection immunitaire qui permet d’éliminer totalement le pathogène voire l’empêcher complètement de s’installer c’est ce qu’on appelle les immunités stérilisantes, et là c’est plus intéressant car ça va limiter la transmission. Si vous avez un vaccin qui vous empêche de mourir et d’être malade c’est bien, mais un des objectifs de la vaccination c’est de réduire voire de supprimer la transmission des pathogènes de manière à terme d’être capable d’éradiquer une maladie. Ex : la variole. Ex de maladies qu’on n’a pas éradiquées : la rage, le SIDA. 3 Ca, c’est ce qui se passe quand on a une population dite naïve (= statut immunitaire), c’est-à-dire qui n’a pas été immunisée. A un moment il y a un pathogène qui arrive, il va y avoir beaucoup d’individus infectés, alors que certains ne seront pas infectés pour 2 raisons : soit parce qu’ils n’ont pas attrapé le virus soit parce qu’ils sont naturellement résistants. Si vous avez une population normale qui est diversifiée, il y aura forcément 2-3 individus qui seront résistants. Si vous regardez dans la population humaine, il y a des individus qui sont résistants au HIV, et ça marche pour tous les pathogènes. Si vous résistez à un pathogène en particulier, il se peut que vous soyez hypersensible à un autre. Parmi ceux qui sont contaminés, il y en a pleins qui vont mourir et dans ceux qui vont rester, ils vont développer une immunité qui peut être protectrice, plus ou moins. Une immunité est toujours un peu protectrice, mais on peut voir que vous pouvez attraper une maladie tous les ans et puis il y en a d’autres que vous ne pouvez attraper qu’une fois ex la rougeole. Quand on fait des vaccins, on veut faire en sorte 4 que la population (humaine ou animale) soit préparée, immunitairement en tous cas, à l’arrivée de ce pathogène. Vous allez réussir à en vacciner une partie mais il y en a toujours que vous vaccinerez pas : soit parce que vous n’arrivez pas à les attraper, soit parce qu’ils ne sont pas d’accord et on a dit que le consentement c’est important donc vous ne les vaccinez pas contre leur gré, et il y en a que vous ne pouvez pas vacciner parce qu’ils ont un système immunitaire qui est particulier et pour lequel il y a un gros risque de déclencher une maladie immunitaire (auto immune par exemple) et ça va être compliqué de dire à cette personne de prendre un risque conséquent par rapport à un bénéfice discutable. C’est pour ça que les vaccins sont un médicament compliqué, en tant que pharmacien vous serez soit en officine soit en industrie ou ailleurs mais en tous cas vous serez confrontés à la distribution des vaccins et vous voyez que ça n’est pas un long fleuve tranquille. Une fois que vous avez votre population préparée, le pathogène arrive. Il y en a qui ne sont jamais malades, ceux qui sont vaccinés et pour qui le vaccin a bien marché ils sont protégés, il y a ceux qui sont pas vaccinés et qui sont malades et puis il y en a toujours quelques-uns qui ont été vacciné mais qui ne sont pas protégés, chez eux le vaccin ne déclenche pas l’immunité protectrice attendue. A la fin de l’épidémie, la situation qu’on espère c’est qu’il reste plus de monde vivant et en bonne santé que si on n’avait pas vacciné, et puis on va avoir le petit reste des gens qu’il va falloir qu’on étudie pour qu’on comprenne pourquoi ils n’ont pas la réponse immunitaire protectrice. 5 Ça, ça explique un petit peu le problème de la vaccination et pourquoi c’est si compliqué : déjà vous donnez un médicament à des gens qui ne sont pas malades, ils vont peut-être l’être plus tard mais en tous cas ils ne sont pas malades actuellement. En ce moment, il y a des campagnes de vaccination pour le papillomavirus, c’est assez intéressant de voir comment ça se passe et comment les gens réagissent ; il faut savoir que le papillomavirus peut déclencher des cancers 30-40 ans après. Aussi on voit bien qu’il y a des gens qu’on ne peut pas vacciner, or le vaccin sert à protéger l’individu mais il a aussi la fonction de protéger l’ensemble de la population y compris les individus non vaccinés qui ne le sont pas soit parce qu’ils ne peuvent pas ou autre. C’est ça l’intérêt : si on arrive à limiter suffisamment la transmission, on va pouvoir être capables de protéger au sein de cette population des gens qui ne sont pas vaccinés et qui donc ne vont pas tomber malades et ne vont pas transmettre la maladie. Cette notion de protéger l’ensemble de la population c’est quelque chose qui peut être difficile à accepter parce que là on va vous dire que vous allez prendre un risque pour protéger quelqu’un d’autre, et en tant qu’être humain on n’est pas très altruiste. En général les gens vont plutôt se dire « bah non je ne veux pas prendre le risque par contre je veux plutôt que les autres le prennent à ma place ». Vous verrez dans votre vie professionnelle comment on se débrouille quand on travaille dans le milieu de la santé. Les différents types de vaccins Vaccins vivants - Il y a les vaccins vivants, par exemple contre Mycobacterium bovis, ça a été obligatoire et maintenant ça ne l’est plus, ça vous fait une petite cicatrice dans l’épaule car ça vous fait une espèce de réaction. - On a plein aussi de vaccins atténués, qui sont des souches atténuées non pathogènes. Il y a encore des vaccins ROR qui sont de ce type-là. Il y a beaucoup de vaccins comme ça car ils sont « faciles » à faire. Vous avez de nombreux antigènes dedans donc pleins de cibles différentes, ça ressemble beaucoup au pathogène car il y a général beaucoup de cibles qui ressemblent bien au pathogène qui fait que le vaccin va déclencher une réaction efficace, et puis il n’y a pas besoin d’avoir des connaissances ; c’est un peu le principe de prendre le pathogène tel quel. Les inconvénients : vous pouvez avoir des réactions immunitaires un peu fortes. Là aussi quand on parle d’acceptabilité des vaccins, qu’est-ce qu’un effet secondaire acceptable ? Pour certains, même avec des vaccins qui ne font pas grand-chose, une boule dans le bras et un petit peu de fièvre, c’est insupportable et inacceptable. Mais quand vous voyez qu’il y a des gens ou des enfants qui peuvent mourir, peut-être qu’ils seraient contents d’avoir une boule dans le bras et pas mourir. Un des autres problèmes aussi c’est que c’est difficile à fabriquer et à stocker parce qu’en général ce ne sont pas des organismes standards. Si vous cultivez E.coli c’est 6 facile, le moindre ingénieur en biotech peut le faire, mais devoir cultiver une Mycobacterium bovis, c’est plus compliqué, ça a aussi des difficultés réglementaires car c’est un organisme pathogène quand même, au moins vétérinaire donc ça peut être compliqué. Même si c’est compliqué à fabriquer, ça reste facile à mettre au point et très efficace. Vaccins inactivés et à sous-unité On a ensuite la partie plus élaborée : vaccins soit inactivés soit à sous-unité (= fraction de pathogènes). - Soit vous le tuez par la chaleur, et souvent les virus on les formolyse. - Sinon on peut prendre des surnageants de cultures, des membranes…. Les avantages : un peu les mêmes que pour les vaccins précédents, c’est-à-dire qu’il y a beaucoup d’antigènes donc c’est assez efficace, facile à mettre au point, et ça a les mêmes inconvénients : fortes réactions, un peu compliqué de fabriquer et en particulier si vous avez des processus d’inactivation de virus, il faudra montrer que le procédé d’inactivation est efficace à 100%. La responsabilité en termes de fabrication est assez copieuse. On en trouve pas mal comme ça, il y a les anatoxines, on vaccine contre la toxine de la bactérie tétanique, des vaccins comme la grippe, choléra etc. Vaccins recombinants Ici on est sur quelque chose d’assez différent, on est plus dans le domaine de la biotech moderne, avec des protéines ou des complexes protéiques on peut faire des capsides protéiques par exemple. - On peut avoir des acides nucléiques, pendant très longtemps on s’est bien focalisés sur des vaccins ADN et finalement c’est les vaccins ARN qui sont sortis en premier et en plus ils marchent mieux. Les avantages : la production est totalement contrôlée, là vous pouvez affirmer que votre vaccin ne contient pas d’éléments infectieux, et qui est standardisé, c’est du personnel qui est formé et qui n’est pas hyper rare, le matériel pareil. Le stockage est plus simple, une fois que vous avez une protéine que vous avez stabilisé que vous avez formulé, en général vous la lyophilisez et ça peut se garder à 4°C. Ce n’est pas comme les vaccins qu’il fallait garder à -80°C, ici c’est pas compliqué. L’inconvénient c’est que ça demande d’identifier quels sont les antigènes qui vont être immunoprotecteurs et ça c’est un problème parce que pour trouver ça faut faire de la recherche du coup c’est long, c’est cher et ce n’est pas très pratique ; c’est pour ça qu’il n’y a pas beaucoup de vaccins recombinants. Et puis des fois ça marche moins bien surtout chez les parasites. Les virus ce sont des organismes qui sont beaucoup plus simples : ils ne vont contenir que quelques centaines de protéines, des protéines bizarres certes alors qu’un organisme eucaryote ou un parasite unicellulaire ce sont plusieurs milliers de gènes donc c’est pas du tout la 7 même complexité. Et je ne dis pas non plus que c’est facile de faire des vaccins contre les virus. Parmi les vaccins bien connus de ce type, on a : le COVID, l’Hépatite B, les papillomavirus et un vaccin contre le plasmodium qui commence à émerger. Définition selon la pharmacopée : Vaccin: préparation contenant des antigènes ayant la propriété d'entraîner une immunité active contre l’agent infectant ou la toxine ou l’antigène élaborés par celui-ci. Un vaccin peut contenir un adjuvant (modulation de la réponse immunitaire vis-à-vis de l’antigène). Et sur les différentes générations de vaccins, ce qui va vraiment compter c’est de savoir est ce qu’on utilise l’organisme pathogène ou est ce qu’on utilise un vaccin recombinant. A partir du moment où on parle d’antigène recombinant, on tombe dans la catégorie OGM et au niveau réglementaire ça vous impose une organisation différente de la production. Les différents usages des vaccins Vaccins à usage humain On a les usages pour les humains : on a la prévention individuelle, on a une notion de santé publique qui est importante et on a aussi la médecine du travail qui est encore un peu différente, vous vous êtes concernés par ça en tant que professionnel de santé, on vous impose un certain nombre de vaccinations et vous n’avez pas le choix. Vaccins à usage vétérinaire On a aussi des vaccins pour les animaux : on va avoir les animaux de compagnie qu’on ne mange pas, les animaux de rente donc tout ce qui est animaux domestiques utilisés en agriculture donc les bovins, moutons, les poissons, les poulets etc, et vous avez la faune sauvage par ex renards, loups etc. Forcément ce n’est pas pareil si vous êtes dans un cadre de médecine du travail avec des humains ou si vous avez des renards dans la forêt. Qu’est ce qu’on cherche à faire ? Avoir un impact sanitaire c’est-à-dire améliorer l’état de santé des populations humaines et animales ; en ce moment on parle beaucoup du « One health » c’est-à-dire la santé unique, c’est le fait d’améliorer la santé d’en même temps les populations humaines et animales. Peut-être qu’un jour on arrivera aussi à la santé des écosystèmes avec. On cherche aussi un impact économique, là je ne parle pas de l’industriel qui vend les vaccins mais c’est plutôt pour réduire les manques à gagner, ça peut être les jours de travail, ou si vous devez abattre tout votre troupeau parce qu’il y a une infection. Et un impact écologique qui de toute façon a lieu puisqu’à partir du moment où on va modifier la pression de sélection qu’on applique au pathogène, le pathogène va répondre. 8 Différentes voies d’administration : La voie d’administration est assez importante. La plus connue c’est l’injection. Attention, une injection sous-cutanée ou intramusculaire ne donne pas le même résultat. Exemple sur cette voie d’injection : Plasmodium falciparum c’est l’agent de la malaria, transmis par un moustique qui vous pique à travers la peau et le parasite ne va pas s’injecter directement dans un vaisseau sanguin, il va d’abord se promener un petit peu dans la peau. Si vous faites une vaccination intramusculaire ou intradermique (ce n’est même pas sous-cutané, c’est dans le derme), en intra-musculaire ça marche un peu alors qu’en intradermique ça marche peut être un facteur 100 fois mieux. Pourquoi ? Car vous avez ciblé le système immunitaire de la peau (système réticulo-histiocytaire et pleins d’autres) qui va répondre tout de suite sur le parasite qui essaye de rentrer, c’est beaucoup plus efficace et ça élimine beaucoup plus le parasite. Vous avez aussi toutes les voies orales, il y avait un vieux vaccin contre la poliomyélite qu’on prenait sur un sucre. La scarification, c’est classique aussi, on a soit une bague avec des petites griffes qui vous fait des griffes sur la peau et on met le vaccin dessus. On a aussi les voies nasales et ophtalmiques. Ce qu’il faut comprendre c’est est ce qu’il faut stimuler l’immunité mucosale, l’immunité circulant dans le sang, on peut même cibler la fabrication d’anticorps dans le lait maternel. Si vous êtes injectable, vous tombez dans le domaine réglementaire des injectables. La voie d’administration joue un rôle sur la nature de la réponse immunitaire. Et puis suivant ce que vous voulez vacciner, il y a des trucs qui sont plus pratiques que d’autres : si vous devez passer toute une forêt en hélicoptère pour balancer les vaccins sur les renards ça ne va pas être la même chose que si vous devez vacciner des poissons dans un élevage où vous avez 50 000 poissons. On peut soit faire des injections, soit faire des sphères qui flottent et que les poissons viennent manger… Procédés de fabrication On a ces 3 grandes phases : la recherche, la R&D et la production. La recherche ne vous sert pas à grand-chose en tant qu’industriel si ce n’est que vous allez récupérer pas mal d’informations scientifiques dont vous avez besoin pour construire la suite. Et là votre rôle est assez important, en principe c’est vous qui faites le lien entre ces différentes parties et qui est capable d’extraire les informations pertinentes de cette phase. En R&D, c’est là que vous mettiez au point votre cahier des charges, vous faites les essais de production, vous voyez si vous arrivez à faire un lot en une fois de 100 000 doses ou en une fois de 10 000 doses, vous allez donc pouvoir calibrer votre procédé. Ensuite on s’intéresse à la production en grandes quantités en fonction de ce qui a été découvert précédemment. 9 Comment on vous présente les vaccins ? La plupart des vaccins modernes que vous pouvez trouver en pharmacie ça va être des seringues auto-injectables pré remplies, la seringue coûte plus cher que le produit qu’il y a dedans souvent. Après vous pouvez aussi être amenés à trouver des flacons multi doses, ça c’est dans des cas particuliers quand il y a des vaccins d’urgence ou de masse à faire. Ce qui pose souci quand il y a une pénurie ce n’est pas l’antigène / le vaccin / l’adjuvant, c’est soit les flacons soit les aiguilles. L’intérêt quand vous avez la vaccination de masse à faire en flacon multidoses c’est que vous avez moins de flacons à utiliser. Les aiguilles on les change normalement entre les humains. Le problème aussi, il y a pleins de cas avec les flacons multi doses, le vaccinateur ouvre un flacon, reconstitue le vaccin, injecte une dose et après il ne veut pas prendre la responsabilité d’avoir un problème et jette les autres doses qu’il reste. Pour l’industriel lui ce n’est pas son problème, il vous vend 10 doses, si vous en jetez 9 ou que vous en utilisez 9, pour lui c’est pareil, il a vendu les doses. 10 Quelques mots sur les adjuvants. L’adjuvant sert à modifier la réponse immunitaire qu’il y a sans adjuvant, soit en l’orientant différemment, soit en augmentant ou diminuant certaines parties. Le 1er adjuvant qui a été utilisé et qui est toujours utilisé chez l’humain c’est l’alun, qui est un mélange d’oxyde d’aluminium et de phosphate d’aluminium, ça fait des précipités (c’est insoluble), des sels d’aluminium qui vont adsorber l’adjuvant et ça va faire des particules d’antigènes qui ressembleraient un peu à des antigènes qui seraient sur une bactérie ou virus. Ce n’est pas l’adjuvant qui marche le mieux. Après on a tout ce qui est émulsion à base d’huile (eau dans huile ou huile dans eau), on peut utiliser par exemple des saponines qui se retrouvent aussi dans les noix de lavages ; sauf que si vous lavez votre linge avec des noix de lavage il faut chauffer votre eau à >60°C car la saponine est insoluble à froid. Et pour faire la saponine de vaccination les gens font pareil, ils prennent l’écorce d’un arbre, font bouillir et filtrent et voilà. Forcément l’adjuvant est considéré comme un médicament donc il est soumis lui aussi à tout un système de qualité de l’industrie pharmaceutique. L’avantage c’est que vous pouvez faire un dossier pour l’adjuvant, un dossier pour le groupement d’antigènes, et vous n’êtes pas forcément obligés de faire le dossier pour l’antigène + adjuvant. On disait que le problème était de réussir à obtenir cet antigène, pour tout ce qui est vaccin peptidique ou vaccin de synthèse, c’est plutôt du domaine de la chimie que 11 des biotech, par contre tout ce qui est vaccin à base de protéines ou antigènes ou cellules entières on va devoir utiliser des organismes vivants et leur problème c’est qu’ils sont variables, ils évoluent et peuvent soit se disséminer soit au contraire venir envahir notre système. Comment organiser le système de qualité pharmaceutique pour s’assurer d’une bonne production ? Procédé de fabrication - Identifier les prototypes - Enregistrer les paramètres - Réaliser le contrôle continu 1). Système d’expression de l’antigène Si le vaccin est recombinant il faut caractériser le coupe vecteur-hôte d’expression Si le vaccin est basé sur l’organisme pathogène, il faut déterminer ses caractéristiques génétiques pour démontrer que la souche est bien celle qu’on veut. Dans le cas du roquefort par exemple, c’est un champignon qui sert à réaliser le fromage. Ce champignon est d’abord cultivé sur du pain avant d’être cultivé dans du lait caillé, il faut donc bien caractériser le système d’expression. 2). Banque de cellules 3). Fermentation Certains virus ne se cultivent pas en fermenteur, on les cultivera alors sur des œufs. L’utilisation des banques et le pilotage permettent de s’assurer qu’on a le bon produit. 4). Purification Cela dépend de ce qu’on décide de purifier, toutes les données issues de la recherche vont donc être utiles pour déterminer la stratégie de purification. Un des moyens très simples de faire des vaccins c’est de récupérer le surnageant de culture qui contient assez d’antigènes pour créer un vaccin. Là aussi tout doit être contrôlé, validé et archivé à toutes les étapes de la procédure. 5). Stérilisation C’est un problème car les injectables par définition doivent être stériles et apyrogènes, si par exemple on nous injecte le BCG (vaccin vivant atténué) donc impossible de stériliser un être vivant... Donc les produits vivants, par définition, sont non stérilisables. 12 Dans le cas des protéines ou ARNm, les produits biologiques sont des produits extrêmement fragiles, ça veut dire qu’on n’utilisera pas de formol, pas d’autoclave, pas de traitements qui physiquement peuvent dégrader le produit. Plusieurs méthodes possibles : - Pour les vaccins vivants : il faut des conditions aseptiques et garantir la pureté microbiologique - Irradiation gamma (marche bien, assez radical) : 25kGy minimum cela cause des dommages irréversibles de l’ADN et donc va détruire des organismes capables de se reproduire. Pour les protéines recombinantes, cette méthode ne cause pas trop de dégâts. L’irradiation par rayons gamma génère des radicaux libres, cela peut oxyder la protéine mais vu la taille globalement ça ne pose pas trop de problème. ⇒ Pour valider une méthode, il faut la valider avec son propre produit - La filtration stérilisante : pour les bactéries (pour les virus ça peut ne pas être suffisant) - Méthodes d’inactivation : détergents - Irradiation UV ou visible avec ajout de psoralène ou riboflavine, qui lorsqu’ils seront éclairés par UV ou lumière visible, créent des adduits avec l’ADN : empêchent la réplication de l’ADN. Avantages : petit appareil, peu coûteux, assez efficace À côté de ces méthodes de stérilisation, il faut limiter la charge de contaminant en amont (stérilisation des milieux, locaux adaptés...), utiliser des milieux et substrats « à moindre risque », contrôler constamment l’environnement (sas, air, eau, sols et surfaces). Si on produit un vaccin utilisé pour les animaux ou les humains, on ne peut pas utiliser de sous-produits animaux dans le procédé de fabrication. Ex : vaccins pour des bovins, les bovins peuvent être infectés par des prions donc on ne peut pas avoir des procédés de fabrication qui utilisent des produits d’origine bovine pour cette raison. Les œufs pour faire les vaccins doivent provenir de poulets EOPS (Exempts d’Organismes Pathogènes Spécifiques : statut sanitaire de l’animal). Cas des organismes pathogènes entiers : on peut les irradier ou les inactiver (formol, glutaraldéhyde... avec la nécessité de contrôler cette réaction). Cas des toxines : suppression de l’activité toxique mais maintien de l’immunogénicité (anatoxine). Le vrac final est l’antigène stérile qui va être formulé et conditionné. 13 6). Formulation et conditionnement Flacons de vaccin lyophilisé 7). Étiquetage Que ce soit pour les vaccins humains ou vétérinaires : informations obligatoires. Vaccins humains Vaccins vétérinaires Nom de la préparation Mention “vaccin à usage vétérinaire » N° de lot final N° de lot final Dose recommandée et voie Nombre de dose et volume du flacon d’administration Dose recommandée et voie Conditions de conservation d’administration Date de péremption Espèce à laquelle le vaccin est destiné Conditions de conservation Date de péremption Si adjuvant huileux : doit mentionner le risque lors d’une injection accidentelle à l’Homme Points de contrôles, analyses Mesures environnementales : - T° ambiante, réfrigérateur et congélateurs (alarmes et sondes qui permettent de vérifier) - Décontamination des surfaces, de l’air et de l’eau - Locaux adaptés et procédures claires Le coût du produit provient en grande partie de l’architecture qualité qui est mis autour. Contrôle qualité du produit fini : - Stérilité - Innocuité 14  - Efficacité Stabilité : évolution des caractères aux cours des générations successives doit être mesurée. Innocuité : (on ne fait pas un essai clinique pour libérer chaque lot de vaccin : les industriels utilisent des méthodes un peu indirectes, il faut avoir prouvé l’efficacité du vaccin, on dose les endotoxines, si on n’en retrouve pas ça peut suffire). Efficacité : la souche doit avoir conservée ses caractères immunogènes, ou sa capacité à produire un antigène efficace. Si c’est un enzyme, il suffit de doser l’activité enzymatique spécifique et de comparer. Pour un vaccin, on peut utiliser une épreuve d’immunisation (de moins en moins utilisé, car expérimentation animale), la détection de l’antigène par des panels d’anticorps (Ac monoclonaux, polyclonaux) à condition que la capacité de reconnaissance de l’anticorps sur l’antigène soit en corrélation avec l’immunoprotection que va déclencher le vaccin. Pour conclure, en termes de production, il faut obéir aux systèmes de qualité pharmaceutique ce qui permet de vérifier que le vaccin à la fin a les qualités requises pour être commercialisé (maîtrise des procédés de production + contrôle qualité efficace). Exemple : parasite Babesia (donne la piroplasmose chez les animaux) qui est transmis par les tiques, de la même que Plasmodium falciparum. C’est un parasite qui est cultivé in vitro : Babesia divergens qui va toucher essentiellement les bovins mais on peut aussi le cultiver très facilement dans les globules rouges humains. Ce parasite peut infecter les cellules humaines très rarement, dans le cas d’humains splénectomisés (plus de rate) : mort en 48h-72h. Un humain qui possède sa rate et est en bonne santé est naturellement résistant à ce parasite. Ce parasite entre dans la circulation sanguine et se développe dans les globules rouges en utilisant des protéines de surface qui vont être partiellement relargués. Une fois le parasite dans le globule rouge, il est capable de modifier la surface du globule rouge. Il envoie des protéines de parasite (système de sécrétion) qui vont s’insérer dans la membrane plasmique du globule rouge. On les retrouve dans le surnageant avec les autres antigènes solubles. Il faut trouver le gène qui peut servir à faire le vaccin, on peut essayer de trouver un gène qui bloque l’invasion. Le premier vaccin a été créé à partir d’antigènes dans les surnageants de cultures. Le développement du vaccin a démarré dans les années 90, à l’époque on vaccinait avec les surnageants de culture in vitro (cultivés dans du sang humain stérile). 15 On vaccine les animaux de laboratoires, ils ont une bonne réponse immunitaire avec le temps, sauf que problème : après vaccination chez les bovins, on retrouve dans leur lait des anticorps anti-globules rouges humains ⇒ Méthode de fabrication impossible car les bovins sont utiles dans l’alimentation humaine : trop de risque pour la santé humaine. Si culture dans des globules rouges de bovins : risque de transmission de pathogènes de bovins à bovins. Donc il faut créer un vaccin recombinant : développement d’un anticorps monoclonal qui est immunoprotecteur. Clonage de cette protéine hydrophobe. Protège même en conditions hétérologues, si on infecte avec la souche A c’est protégé mais également avec la souche B, et toutes les souches testées. Au début des années 2000, le problème des protéines hydrophobes c’est que ça se produit très mal donc on décide d’enlever les parties hydrophobes ⇒ rendement x200. Test sur gerbille : sur le vaccin qui se produit mal 100% des gerbilles vont bien, alors qu’avec le vaccin qui se produit bien (sans les parties hydrophobes) 100% de morts. Un des moyens d’enlever les endotoxines c’est d’utiliser un détergent qui va partitionner les endotoxines hydrophobes (contient du LPS : lipopolysaccharides). Séparation des parties hydrophiles et hydrophobes (endotoxines). Protocole avec 2 injections : au bout de 3 semaines, on infecte les gerbilles et on obtient un bon résultat que lorsque le peptide hydrophobe est présent. C’est le caractère hydrophobe de la protéine qui confère le caractère immunoprotecteur. Les protéines sont produites dans des systèmes in vitro sans bactéries, acellulaires. Signes cliniques de la maladie : - Fièvre - Hémoglobinurie - Hématocrite ↘︎↘︎ Protéine complètement Protéine avec tag Protéine hydrophile hydrophobe histidine 100 % gerbilles 80 % de survie parasitées 0% d’hématocrite 0% ou 100% 1 seule sans signes 2 gerbilles/10 infectées cliniques Les titres en anticorps des gerbilles ont le même peu importe le type de protéine utilisée. Donc ce n’est pas la quantité d’anticorps ici qui détermine l’immunoprotection. Les épitopes sont tous les mêmes entre les épitopes, donc ce n’est pas non plus la cible des anticorps qui détermine la protection. 16 Pour comprendre comment la protéine agit avec les globules rouges et réagit avec le système immunitaire, on regarde la structure de la protéine (relation structure-fonction). La protéine est en surface très électronégative, mais la surface des globules rouges est aussi électronégative, sauf qu’il existe 2 patchs plutôt positifs qui pourraient s’accrocher au niveau de la surface des globules rouges (hypothèse non vérifiée). Depuis 2009 : le vaccin a un statut expérimental car production en laboratoire (production minime car ce n’est pas une production industrielle). Le vaccin est surtout envoyé dans le sud de l’Angleterre et en Autriche, nécessite une autorisation temporaire de mise sur le marché qui est demandée au niveau des autorités locales de chaque pays (il faut fournir les rapports de production, la documentation de qualité). Depuis 2019, vaccination de plus de 15 000 bovins. 17