C. Giannouli, A. Burny, S. Hallez
Chimie Biologique, Institut de Biologie et de Médecine Moléculaires, Université Libre de Bruxelles, 12 rue des Professeurs Jeener et Brachet, 6041 Gosselies.
RÉSUMÉ
La vaccination contre les papillomavirus humains (HPVs) s'avère prometteuse dans les expériences menées dans les systèmes modèles animaux. La vaccination prophylactique utilise surtout des pseudoparticules virales auto-assemblées à partir de la protéine L1. La protection obtenue est efficace, type-spécifique et humorale. La vaccination thérapeutique relève du bras cellulaire de l’immunité et est obtenue via l’oncoprotéine E7. Plusieurs préparations vaccinales se sont avérées efficaces, telles une pseudoparticule formée d'une protéine de fusion L1-E7, ainsi que la vaccination par une construction AON capable d’exprimer E7 ou l'utilisation de cellules dendritiques présentant des peptides de E7.
Mots-clés : Papillomavinjs • Cancer • Vaccination. ^
SUMMARY: Vaccination against human papiiiomaviruses and against the HPV-induced ceii proiiferations. Vaccination against human papillomavirus (HPV) give promising results in animal models. Prophylactic vaccination uses essentially virus-like particles autoassembled from the L1 capsid protein in its native form. Protection is achieved: it is efficient, type-specific and humoral. Therapeutic vaccination is of cellular origin and raised against the E7 oncoprotein. Several vaccine préparations hâve been found to be efficient: they include virus-like particles formed with L1-E7 fusion protein, E7 encoding plasmidic DNA, dendritic ceils pulsed with E7-derived peptides, ...
Key words: Papiiiomavirus • Carwer • Vaccination.
Le cancer du col utérin est la deuxième cause de mortalité par cancer chez la femme. L’immense majorité de ces tumeurs est due à des agents infec tieux appelés papillomavirus humains (HPVs). On connaît aujourd’hui plus de 95 types HPV différents. Certains tels que HPV 16, 18, 31, 33, 45 sont les agents étiologiques du cancer du col utérin et d’autres cancers ano-génitaux. D’autres, HPV6,11 sont induc teurs de proliférations épithéliales bénignes appelées condylomes. Les infections du tractus génital par HPV sont très fréquentes. Des études américaines ont
montré que 50 % des jeunes femmes sexuellement • Le cancer du col utérin est largement le résultat
actives sont infectées par des HPVs potentiellement de l’infection par un HPV oncogène. On peut estimer
oncogènes. Même dans les pays où le test de Papani- que 95 % des tumeurs malignes du col utérin sont le
colaou est largement pratiqué, le traitement des infec- résultat d’une telle infection. Puisqu’il s’agit d’une
tions à HPV est un problème de santé publique. Dans maladie causée par un agent infectieux, la vaccination
les pays où les tests de dépistage ne sont pas prati- semble toute indiquée.
qués, le cancer du col utérin est la première cause de • À toute étape de l’évolution des cellules infectées
décès chez la femme. HPV 16 est le type viral le plus vers la transformation maligne terminale, il y a
souvent rencontré en Europe de l’ouest. Le dévelop- expression de certains gènes viraux et donc présence
pement de la réaction de polymérisation en chaîne (PCR) permet non seulement de diagnostiquer la pré sence de HPV mais encore d’identifier et même de quantifier le type viral présent. L’identification du type est importante dans le cadre d’une vaccination car il n’y a guère de réactions immunitaires croisées entre les différents types [10].
■ ARGUMENTS EN FAVEUR DE LA VACCINATION
Tirés à part : A. Bumy, à l'adresse ci-dessus.
Séance plénière du 25 mai 2000 • Vaccination anti-HPV
de protéines virales, reconnaissables comme étrangè res par le système immunitaire. On doit donc pouvoir lutter contre les cellules infectées susceptibles de pro duire du virus mais non cancéreuses et contre les cel lules cancéreuses qui ne produisent pas de particules virales mais produisent toujours les oncoprotéines •virales E6 et E7.
• Bien qu’il existe de nombreux types viraux diffé rents, la variabilité de séquence intra-type est faible. Les HPV utilisent pour leur réplication, la machinerie cellulaire de synthèse de l’ADN. Cette machinerie comprend une activité qui répare les erreurs d’incor poration de nucléotides. La fréquence des erreurs qui persistent n’excède pas 10"®.
• Les virus HPV sont petits. Ils n’expriment pas plus de huit protéines différentes.
• Il existe des systèmes animaux, souris par exem ple, où la pathogénicité de cellules murines homolo gues et transformées par HPV 16 peut être étudiée après injection sous-cutanée. Par exemple, la lignée BMK-16/myc, d’origine BALB/c (H-2'*) fut obtenue par co-transformation de cellules épithéliales rénales avec HPV 16 et myc. L’injection sous-cutanée (s.c.)
de 6 X 10“* de ces cellules à une souris syngénique,
induit la formation d’une tumeur léthale [3]. La lignée C3, d’origine C57BL/6 (H-2*’) fut obtenue par co-transformation de cellules embryonnaires par HPV16 et ras. L’injection s.c. de 5 x 10® cellules C3 induit le développement d’une tumeur chez 80 % des souris [1]. L’existence de telles lignées de cellules de constitution génétique différente permet de juger de la validité des résultats obtenus et de leur caractère plus ou moins général.
— Même si la pratique médicale actuelle permet de lutter efficacement contre les lésions précoces du col utérin induites par les HPV oncogènes, la chirur gie peut cependant atteindre rapidement ses limites lors de récidives et surtout de récidives successives. Il semble que l’on puisse partager l’opinion de Denise Galloway : “In all, the prospect for HPV vaccination is bright ; whithin a few years, we will hâve some idea as to whether the hype is justified.”[2].
3 LA VACCINATION
La vaccination prophyiactique [7]
Le but de la vaccination prophyiactique est de pré venir l’intection par les types de HPV trouvés com munément dans les cancers du col utérin. Cette
buccales (chien beagle) ou cutanés (Papillome de Shope chez le lapin). Des résultats spectaculaires sont obtenus en vaccinant l’animal par une préparation faite de pseudoparticules auto-assemblées à partir d’une solution de protéine de structure native, Ll. Ces pseudoparticules sont fortement immunogènes, même en l’absence d’adjuvant et induisent la produc tion d’anticorps neutralisants capables de protéger parfaitement l’animal vacciné d’une infection expéri
mentale. Les résultats de Jochmus et al. [5] sont obte
nus lors de vaccinations contre HPV 16 et démontrent que la prophylaxie s’applique aux HPV oncogènes comme aux non-oncogènes. Cette technique semble applicable chez la femme et est certainement à mettre en œuvre dans tous les pays où l’infection par HPV oncogènes posent des problèmes aigus de santé publi que. C’est le cas de nombreux pays en voie de déve loppement.
La vaccination thérapeutique [9]
Idéalement, cette vaccination serait pratiquée chez des personnes présentant au niveau du col utérin des lésions épithéliales prénéoplasiques induites par HPV (HPV 16 par exemple) où la charge virale est élevée et n’a pas diminué pendant une période de suivi d’au moins six mois. Ceci est l’indice que le sys tème immunitaire de l’hôte infecté ne parvient pas à maîtriser et à réduire la charge virale, mesurée par PCR dans un frottis cervico-vaginal.
Cette vaccination trouve sa justifîcation pour éviter l’intervention chirurgicale, surtout si celle-ci devrait être répétée. Des expériences menées en systèmes animaux, montrent que dans certains systèmes expé rimentaux utilisant des innoculations de cellules homologues, transformées par HPV (voir ci-dessus), la vaccination thérapeutique peut être efficace. De nombreux rapport d’expérience montrent que l’effi cacité de la vaccination implique l’induction d’une réponse immune cellulaire dirigée contre les oncoprotéines E6 et E7, exprimées par des kératino cytes infectés ou infectés et transformés [6].
Considérant que la réponse immune des humains infectés par HPV est à dominance humorale (Th2) on vérifiera que la préparation vaccinale et son mode d’administration sont adéquats pour induire une réponse de type cellulaire (Thl) et donc de provoquer une transition Th2 Thl. Des facteurs favorisant ce type de réponses sont connus, tels l’IL-12, le GM-CSF, certains adjuvants, ... Des expériences sur animaux
C. Giannouli et collaborateurs
particulaire formé d’une protéine de fusion L1-E7 [5], une préparation d’ADN plasmidique exprimant E7 [4],... sont prometteuses et doivent être mises en œuvre selon des protocoles rigoureux chez la femme infectée dans un proche avenir. Le mode d’administration de la , préparation vaccinale doit également être mis au point chez l’être humain. On recherche notamment la meilleure manière d’induire une réponse immune opti male et efficace au niveau des muqueuses.
■ RÉFÉRENCES
1. Feltkamp MC, Smits HL, Vierboom MP, Minnaar RP, de Jongh BM, Drijfhout JW, ter Schegget J, Melief CJ, and Kast WM. Vaccination with cytotoxic T lymphocyte epitope-containing peptide protects against a tumor induced by human papillo-
mavirus type 16- transformed cells. Eur J Immunol 1993; 23:
2242-9.
2. Galloway DA. Is vaccination against human papillomavirus a
possibility? Lancet 1998; 351 Suppl 3. 22-4.
3. Hibma MH, Tommasino M, Van Nest G, By SJ, Contomi M, and Rappuoli RCLV. 1994. Immune responses to HPV16 E7,
p. 291-297. In M.A. Stanley (ed.), Immunology of Human Papillomaviruses. Plénum Press, London and New York. 4. Ji H, WangTL, Chen CH, Pai SI, Hung CF, Lin KY, Kurman
RJ, Pardoll DM, and Wu TC. Targeting human papillomavims type 16 E7 to the endosomal/lysosomal compartment enhan- ces the antitumor immunity of DNA vaccines against murine
human papillomavirus type 16 E7-expressing tumors. Hum
Gene Ther1999: 13. ZTZ7-AO.
5. Jochmus I, Schafer K, Faath S, Muller M, and GIssmann L.. Chimeric virus-like particles of the human papillomavirus type 16 (HPV 16) as a prophylactic and therapeutic vaccine
[In Process Citation]. Arch Med Res 1999; 33. 269-74.
6. Kast WM, Feltkamp MC, Ressing ME, Vierboom MP, Drandt MP, and Melief CJ. 1996. Cellular immunity against human papillomavirus associated cervical cancer. Seminars in Vlro- logy 117-23.
7. Lowy DR and Schiller JT. Papillomavimses: prophylactic vac
cine prospects. Biochim Blophys Acta 1999; 1423. M1-M8
8. Mayordomo JI, Zorina T, Storkus WJ, Zitvogel L, Celluzi C, Falo LD, Melief CJ, llstad ST, Kast WM, DeLeo AB, and Lotze MT. Bone marrow-derived dendritic cells pulsed with synthetic tumour derived peptides elicit protective and therapeutic anti-
tumour immunity. Nature Medicine 1995; 1:1297-302.
9. Tlndle RW. Human papillomaviruses vaccines for cen/icai
cancer. Curr Opin Immunol 1996; 3. 643-50.
10. Zur Hausen H. Papillomavirus infections — a major cause of
human cancers. Biochim Blophys Acta 1999; 1283. F55-F78
Int. J. Cancer: 81.428-437 (1999) 9 1999 Wiley-Liss, Inc.
Publication of the International Union Against Cancer Publication de l'Union Internationale Contre le Cancer