Streptococcus suis est un important pathogène porcin causant de sévères problèmes économiques dans l’industrie du porc. Cet agent zoonotique représente également un sérieux risque pour la santé publique. Étant une bactérie extracellulaire encapsulée, S. suis est classifié en 35 sérotypes selon l’antigénicité de sa capsule polysaccharidique (CPS). Cependant, à l’exception de la structure de la CPS du sérotype 2 qui a précédemment été décrite, les structures des CPS pour tous les autres sérotypes demeurent inconnues. En l’absence de ces connaissances, les différentes réactions croisées qui surviennent lors de la sérotypie de S. suis demeurent inexplicables.
De plus, la CPS de S. suis est reconnue comme étant le seul facteur de virulence critique. En masquant les antigènes et les protéines de surface, et en étant un important facteur anti-phagocytaire, la CPS permet à S. suis d’échapper aux défenses du système immunitaire de l’hôte infecté, autant à la réponse innée qu’à la réponse adaptative où la capsule démontre des fonctions immunomodulatrices lors de la réponse inflammatoire et en prévenant le développement d’une réponse adaptative protectrice, notamment par le fait que les polysaccharides sont reconnus comme étant très pauvrement immunogènes de par leur nature d’antigène T-indépendant (TI), tel que déjà démontré pour la CPS du sérotype 2 de S. suis.
Compte tenu de la faible immunogénicité de S. suis, mais également de sa très grande diversité génotypique et phénotypique parmi les souches, il n’est pas surprenant de constater qu’il n’existe encore aucun vaccin efficace pour prévenir les infections à S. suis, principalement chez le porc. Également, aucun vaccin basé sur la (les) CPS de S. suis n’a été décrit à ce jour.
Malgré les connaissances très limitées sur les structures des CPS de S. suis et leurs propriétés antigéniques et immunogènes, un vaccin basé sur la CPS de S. suis peut offrir de nombreux avantages : d’abord, la CPS étant la couche la plus externe de l’enveloppe bactérienne, les anticorps la ciblant sont connus pour être hautement opsonisants et protecteurs. De plus, les anticorps dirigés contre la CPS offrent une protection pan-sérotype contre toutes les souches encapsulées de ce sérotype. Ainsi, le développement d’un vaccin basé sur la (les) CPS(s) de S. suis comporte un potentiel énorme pour l’obtention de vaccins
protecteurs et efficaces, mais présente également des défis considérables. Une avenue intéressante à explorer sont les vaccins glycoconjugués, où un antigène polysaccharidique (TI) est couplé de façon covalente à une protéine porteuse qui permettrait l’obtention d’une puissante réponse opsonisante anti-CPS T-dépendante (TD) avec commutation isotypique, maturation d’affinité et développement d’une mémoire immunologique. La vaccination par l’aide d’un vaccin glycoconjugué permettrait une forte production d’anticorps protecteurs qui permettront l’élimination de S. suis par opsonophagocytose. En opsonisant la bactérie dès son arrivée dans la circulation, cela préviendrait l’initiation de l’infection par S. suis et l’apparition des signes cliniques.
C’est ainsi que l’hypothèse générale de cette thèse est que les anticorps anti-CPS protègent l’hôte en permettant l’élimination de S. suis, un pathogène extracellulaire encapsulé, par opsonophagocytose. Plus spécifiquement :
i. Ces anticorps sont également protecteurs contre toute souche d’un même sérotype, surmontant ainsi la grande variation phénotypique parmi celles-ci.
ii. Les CPS de S. suis sont des candidats idéaux pour le développement de vaccins efficaces pour la prévention de cette maladie.
iii. Ces CPS n’ont pas toutes les mêmes propriétés immunogènes, compte tenu de leurs différences compositionnelles et structurales.
iv. La création et l’emploi d’un vaccin glycoconjugué préparé à partir d’une CPS renversera son caractère non immunogène par la génération d’une réponse TD.
Les objectifs généraux de cette thèse sont, d’abord, de poursuivre la caractérisation des structures des CPS de S. suis, puis d’étudier les interactions entre celles-ci et le système immunitaire de l’hôte dans le cadre du développement d’une réponse humorale protectrice.
AXE I – Diversité des capsules polysaccharidiques de S. suis
1. Recenser les sérotypes de S. suis impliqués lors d’infections chez le porc et chez l’homme dans la littérature.
2. Déterminer les structures des CPS pour les sérotypes importants de S. suis par une approche de chimie structurale (analyses chimiques et spectroscopiques).
Pour ces deux premiers objectifs, grâce à l’élucidation des structures des CPS pour les sérotypes les plus importants de S. suis, nous seront alors en mesure d’étudier leurs propriétés antigéniques et immunogènes tel que proposé dans le second axe.
AXE II – Réponse immunitaire humorale face aux capsules polysaccharidiques de S. suis
3. Caractériser l’antigénicité des CPS de S. suis dont la structure est connue et d’évaluer leur immunogénicité en évaluant la réponse humorale anti-CPS. Pour ce faire, les sous- objectifs suivants ont été établis :
3.1. Caractériser l’antigénicité de ces CPS purifiées en évaluant les éléments structuraux reconnus par les sérums de sérotypie à l’aide de techniques sérologiques.
3.2. Évaluer le pouvoir activateur de ces CPS purifiées face à des DCs par des stimulations in vitro en caractérisant la réponse inflammatoire et le rôle des TLR.
3.3. Évaluer l’immunogénicité de ces CPS en caractérisant la nature et la fonctionnalité de la réponse humorale anti-CPS suite à des immunisations in vivo à l’aide de CPS purifiées, de bactéries entières tuées et de bactéries vivantes (infections à dose sous- létale).
Pour ce troisième objectif, grâce aux CPS purifiées obtenues lors du premier axe, nous serons en mesure de mieux comprendre les réactions croisées obtenues lors du sérotypage de S. suis, ainsi que d’évaluer le potentiel des CPS purifiées sur la stimulation de CPA et l’induction de réponses humorales anti-CPS.
4. Créer un prototype de vaccin glycoconjugué dirigé contre le sérotype 2 de S. suis et à en faire la preuve de concept chez le porc (volet appliqué) en caractérisant la nature et la protection de la réponse humorale anti-CPS suite à une immunisation in vivo.
Pour ce quatrième objectif, la création d’un vaccin glycoconjugué et son utilisation permettra de remédier au caractère non-immunogène de la CPS du sérotype 2 par l’induction d’une réponse anticorps protectrice chez le porc, démontrant le potentiel de ce type de vaccin pour la médecine vétérinaire.
5. Évaluer l’immunogénicité d’un vaccin glycoconjugué contre le sérotype 2 de S. suis et la fonctionnalité des anticorps produits, ainsi que l’influence du modèle expérimental sur ceux-ci. Pour ce faire, les sous-objectifs suivants ont été établis :
5.1. Caractériser la nature et la fonctionnalité de la réponse humorale induite par un vaccin glycoconjugué dirigé contre la CPS du sérotype 2 de S. suis suite à des immunisations in vivo.
5.2. Étudier l’influence du choix de l’adjuvant et du modèle animal sur l’immunogénicité du glycoconjugué en caractérisant la nature et la fonctionnalité de la réponse humorale anti-CPS.
5.3. Obtenir des anticorps monoclonaux anti-CPS obtenus grâce au glycoconjugué, puis étudier leur spécificité et leur potentiel protecteur par l’emploi de techniques sérologiques et d’essais fonctionnels in vitro et in vivo.
Pour ce cinquième objectif, l’étude plus détaillée des facteurs influençant la réponse immunitaire face au glycoconjugué et des propriétés de celle-ci permettra de mieux comprendre la complexité de la CPS du sérotype 2 de S. suis couplée à une protéine porteuse comme antigène vaccinal.