Les gènes et la production d’un vaccin

Les récents progrès accomplis dans le domaine de la biologie moléculaire et de la chimie des peptides ont ouvert la voie à de multiples perspectives et ont permis une approche nouvelle de la production de vaccins.

Les gènes

Les gènes sont des fragments plus ou moins grands d’ADN enroulés en double hélice issus de l’enchaînement de quatre composés de sous-unités segmentaires caractéristiques : les nucléotides qui portent quatre bases :

  • Adénine
  • Thymine
  • Cytosine
  • Guanine qui code l’information génétique

La disposition de ces bases dans la molécule d’ADN code l’information qui permettra l’élaboration du produit du gène, le plus souvent une protéine.

ADN

ADN

Les expériences de technologie génétique débutent obligatoirement par l’isolement, dans le génome, du fragment d’ADN que l’on veut cloner par découpage enzymatique, par des enzymes dites de restrictions.

Les « endonucléases » de l’ADN chromosomique puis le recollage in vitro des fragments d’ADN grâce à des enzymes les « ligases » pour obtenir des molécules d’ADN hybrides que l’on insère dans un vecteur approprié, généralement des plasmides bactériens, en vue de leur multiplication, permettent ainsi d’obtenir des séquences d’ADN viral en qualité importante.

On peut ensuite reproduire par ce procédé cette bactérie modifiée et obtenir des quantités importantes de gènes voulus.

Les opérations initiales de clonages moléculaires et certaines manipulations ultérieures sont effectuées dans d’autres systèmes tels que Bacillus subtilis, la levure :

  • saccharomyces cerevisiae
  • diverses cultures de cellules animales en vue de l’expression du gène puis de l’extraction du produit génique

Ces bactéries ont l’avantage par ailleurs d’être cultives indéfiniment dans des fermenteurs industriels, méthode particulièrement intéressante pour des molécules dont la production par les procédés classiques de synthèse chimique ou d’extraction est difficile.

Des antigènes sélectionnés ont pu être reproduits directement dans l’organisme de l’hôte que l’on veut immuniser, grâce à un vecteur comme le virus de la vaccine ou plus récemment le B.C.G.

Des virus « vaccine » chimères, exprimant différents antigènes, ont été construits et testés chez les animaux de laboratoires avec production d’anticorps neutralisants.

La technologie génétique telle qu’elle est actuellement, a en médecine, quatre applications majeurs :

  • la fabrication de protéines dans un but thérapeutique
  • l’utilisation à des fins de diagnostic et de dépistage de maladies héréditaires
  • la production de vaccins viraux, bactériens ou parasitaires, essentiellement contre ceux qui nous laissent actuellement désarmés tels que les maladies parasitaires
  • en recherche fondamentale : les acquisitions concernant la structure du génome et les mécanismes de la cancérogenèse

Les gènes pour la production d’un vaccin

La production d’un vaccin par génie génétique présente l’avantage de produire des vaccins extrêmement purs dont le coût devrait être plus faible et le rythme de production plus rapide que dans le cas de vaccins préparés par les procédés classiques actuels.

Les tentatives de mise au point de vaccins destinés à l’immunisation active par recombinaison génétique concernent actuellement :

  • l’hépatite B
  • la poliomyélite
  • la rage
  • le paludisme
  • certains vaccins à usage vétérinaire

La plupart d’entre eux n’en sont encore qu’au stade de l’expérimentation animale ou d’études préliminaires chez l’homme.

Vaccin

Vaccin

Des vaccins contre l’hépatite B, produits par recombinaison génétique, soit dans une levure, soit dans des cellules de mammifères sont déjà disponibles.

Le vaccin préparé sur la lignée CHO est purifié à partir du surnageant de culture cellulaire. Il est constitué de particules contenant les produits de gènes S et Pré-S2 du virus de l’hépatite B.

L’antigène Pré-S2, présent en grande quantité, induit des anticorps neutralisants d’apparition plus précoce qu’avec les vaccins plasmatiques et favorise la réponse anti-HBs.

L’application de la technique de fusion cellulaire « hybridomes » introduite par Kohler et Milsten a permis la mise au point de méthodes d’isolement et de caractérisation fonctionnelle d’antigènes purs.

Cette technique permet d’obtenir un anticorps dirigé contre un antigène choisi sans qu’il soit nécessaire d’avoir au préalable purifié celui-ci.

Elle permet aussi d’isoler un antigène présent en faible quantité dans un mélange complexe ou dans un tissu où il se trouve à faible concentration et d’analyser, de façon très précise, les antigènes microbiens les plus utiles pour la fabrication d’un vaccin, la préparation de réactifs pour le diagnostic sérologique et leur emploi comme moyen thérapeutique pour remplacer la sérothérapie.

Des anticorps monoclonaux ont permis l’identification et la purification d’importants antigènes parasitaires et l’on est parvenu à susciter une immunité protectrice avec des antigènes purifiés de P. Yoelie. des anticorps monoclonaux réagissant aux antigènes de surface des mérozoïtes ont été utilisés de même que des antigènes S, pour distinguer différents isolants de P. falciparum.

Les progrès ainsi mentionnés ont considérablement amélioré les perspectives en matières de production de vaccin antipaludiques.

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