Les pseudoparticules du virus de la mosaïque de la Papaye

Le virus de la mosaïque de la papaye est un virus de plante de la famille des Alphaflexiviridae du genre potexvirus. Il est composé d’environ 1400 sous-unités de protéine de capside qui s’assemble autour de l’ARNsb+ _{génomique de 6656 nucléotides pour former un virus de forme} hélicoïdale de 530 nm de long et 14 nm de diamètre (Erickson et al., 1976). Comme son nom l’indique, ce virus engendre une coloration irrégulière, en mosaïque, au niveau du feuillage des plantes infectées, principalement le papayer. L’infection par le virus de la mosaïque de la papaye peut nuire à la production commerciale de la papaye, mais est habituellement une menace négligeable en comparaison avec les autres virus affectant le papayer (Noa-Carrazana et al., 2006, Tuo et al., 2014).

Ces dernières années, notre équipe de recherche s’est intéressée à l’utilisation de ce virus de plante dans le domaine de la vaccination. Dans un premier temps, nous avons démontré qu’il était possible de produire la protéine de la capside du virus de la mosaïque de la papaye chez Escherichia coli afin de générer des pseudoparticules virales (Tremblay et al., 2006). Avec cette méthode de production, la multimérisation se fait à l’intérieur de la bactérie et l’ARN incorporé dans les particules n’est pas contrôlé ; il s’agit soit de l’ARNm codant pour la protéine de la capside du PapMV ou encore d’ARN d’origine bactérienne. Lors de cette étude, nous avons aussi mis en évidence l’importance de certains sites de liaison à l’ARN pour l’assemblage des protéines de la capside en pseudoparticules virales, ainsi que la possibilité d’ajouter un tag histidine sans déstabiliser les protéines, afin d’en faciliter la purification. Par la suite, plusieurs constructions ont été produites afin d’exprimer divers antigènes à la surface de PapMV (Babin et al., 2013, Carignan et al., 2015, Denis et al., 2008, Denis et al., 2007, Hanafi et al., 2010, Lacasse et al., 2008, Leclerc et al., 2007, Leclerc et al., 2013, Rioux et al., 2012a, Rioux et al., 2012b). Ces fusions ont majoritairement été effectuées au C-terminal de la protéine de la capside, mais d’autres sites permettant une exposition à la surface de la protéine de la capside (Rioux et al., 2012a, Rioux et al., 2012b) ou la formation de nanoparticules stables et immunogéniques ont aussi été identifiés (Babin et al., 2013), augmentant par le fait même la versatilité de la plateforme. Une autre méthode de production menant à la purification de monomères de protéine de la capside et à l’assemblage in vitro suite à l’ajout d’un ARNsb synthétique non codant a aussi été développée, ce qui permet de contrôler l’ARN incorporé dans les pseudoparticules virales (C. Mathieu et al., 2013). Dans tous les cas, les nanoparticules générées sont similaires au virus de plante, quoi que légèrement plus courtes

(50-200 nm de long selon les protéines et les ARN utilisés (Babin et al., 2013, Denis et al., 2007, C. Mathieu et al., 2013, Rioux et al., 2012a, Savard et al., 2011, Tremblay et al., 2006).

Subséquemment, la reconnaissance de PapMV par les cellules du système immunitaire, ainsi que son immunogénicité ont été caractérisés. Tout d’abord, des travaux in vitro et in vivo ont démontré que PapMV était reconnu et phagocyté par des cellules présentatrices d’antigènes humaines et murines (Denis et al., 2007, Hanafi et al., 2010, Lacasse et al., 2008, Leclerc et al., 2007). Par la suite, la dégradation du PapMV par ces APC mène à la présentation des antigènes fusionnés sur le CMH-II, mais aussi de façon croisée au niveau du CMH-I (Hanafi et al., 2010, Leclerc et al., 2007). La phagocytose du PapMV engendre également une augmentation de l’expression des molécules de costimulation et la production de cytokines pro- inflammatoires et antivirales par les APC (Acosta-Ramirez et al., 2008, Lacasse et al., 2008, C. Mathieu et al., 2013, Savard et al., 2011). Ultimement, les APC activées et présentant les antigènes exprimés par le PapMV engendrent l’activation des lymphocytes T spécifiques (Babin et al., 2013, Hanafi et al., 2010, Lacasse et al., 2008, Leclerc et al., 2007). Dans le même ordre d’idée, nous avons démontré que l’utilisation de PapMV comme plateforme vaccinale permet non seulement de générer des anticorps contre les antigènes exprimés, mais aussi de stimuler la réponse immunitaire cellulaire, ce qui résulte en une protection contre plusieurs maladies infectieuses (Babin et al., 2013, Carignan et al., 2015, Denis et al., 2008, Denis et al., 2007, Hanafi et al., 2010, Lacasse et al., 2008, Leclerc et al., 2013, Rioux et al., 2012a, Savard et al., 2012). L’efficacité du PapMV dans cette situation est dépendante de la multimérisation des protéines de la capside en pseudoparticule virale. (Denis et al., 2008, Denis et al., 2007). Enfin, nous avons démontré que PapMV pouvait être utilisé comme adjuvant, en le combinant au vaccin contre la grippe saisonnière. L’ajout du PapMV augmente alors les titres d’anticorps spécifiques au virus de l’Influenza, ce qui corrèle avec une meilleure protection contre une infection par ce virus chez la souris (Rioux et al., 2014, Savard et al., 2011). Tout au long de ces études, plusieurs avantages du PapMV ont été mis en évidence. Par exemple, la production du PapMV est simple et effectuée à faible coût. Il est aussi possible d’exprimer facilement des antigènes à sa surface ce qui en fait une plateforme vaccinale versatile. En outre, les pseudoparticules obtenues sont stables et ne contiennent pas d’agent de conservation ou de contaminant potentiellement toxique comme le thimerosal. Enfin, le PapMV est une nanoparticule qui est bien tolérée chez les rongeurs, ainsi que chez l’humain tel que démontré par toutes les expériences qui ont été réalisées chez la souris sans engendrer d’effet secondaire visible, par les essais précliniques de toxicité chez le rat et le lapin, ainsi que par un essai clinique phase I réalisé avec le PapMV comme adjuvant au vaccin contre la grippe saisonnière

(Folia Biotech Inc., 2015). Ainsi, toutes ces caractéristiques suggèrent que PapMV est un outil prometteur pour le développement de nouveaux vaccins sécuritaires et efficaces.