Propositions de stratégie vaccinale pour les mammites de la vache laitière

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Submitted on 1 Jun 2020

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Propositions de stratégie vaccinale pour les mammites de la vache laitière

B. Poutrel, Pascal Rainard

To cite this version:

B. Poutrel, Pascal Rainard. Propositions de stratégie vaccinale pour les mammites de la vache laitière.

Veterinary Research, BioMed Central, 1995, 26 (3), pp.210-211. �hal-02700018�

they ^{are external to} the bacteria. Further- more, they ^are highly immunogenic ^and

are present ⁱⁿ great quantities on ^{the cell}

surface. Consequently, ^a foreign epitope

inserted into fimbriae would be introduced

over the entire surface of the bacterial cell and, because of the polymeric ^{structure of}

the pili, it would be repeated many times

along ^its length. ^{We therefore} investigated

the possibility ^of using the Escherichia coli

polymeric ^surface antigen ^CS31A (Girardeau ^{et al,} 1988) ^{as a vaccine can-}

didate presenting ^viral epitopes. ^{For this}

purpose, ^we introduced epitopes ^{from dif-}

ferent origins ^{into 2} regions ^of ClpG, ^the major structural protein of CS31 A. Epitopes

from sites C and A of the porcine ^trans-

missible gastroenteritidis ^virus (TGEV)

were introduced between amino acids -1 and +1 of the preprotein, and/or in the immunodominant V3 region (aa ^190-

aa 221 ). In ^the latter, epitopes from bovine rotavirus, poliovirus ^{and FMDV were also}

introduced. These modifications of the

ClpG sequence did ^not impede CS31 A bio-

genesis, indicating that these regions ^are highly permissive ^to foreign insertions. Fur- thermore, the foreign epitopes ^{were cell-} surface-exposed ^and antigenic ^{in their}

novel environment as observed by

immunofluorescence or immunoelectron

microscopy (Bousquet ^et al, 1994; ^{Der Var-} tanian et al, 1994). Groups ^{of mice were}

immunized intraperitoneally with recombi- nant bacteria synthesizing the various

ClpG/viral epitope proteins ^{or with} purified

recombinant CIpG/TGEV proteins ^emulsi-

fied in incomplete ^Freund’s adjuvant. ^In

the mice inoculated with the bacteria, ^an anti-foreign epitope antibody response ^was elicited in most cases in spite of the very

complex immunogenic pattern ^{of the bac-}

terial cell surface. However, ^the antibody

titers were low and the sera did not always recognize ^{the viral} particles. ^{The amount of} foreign epitope ^was probably ^{too low to}

induce a high response (Bousquet ^{et al,} 1994). Purification of hybrid proteins

allowed immunization with a known quan- tity ^of antigen (20 pg/injection). ^{In these} conditions, ^an early ^and high antibody

response ^was elicited against ^{the TGEV} epitopes, especially ^{when both} epitopes

were associated on the recombinant molecule. These sera recognized ^{the viri-}

ons and neutralized the cytopathic ^effect

of TGEV on swine testis cell culture. Fur- thermore, anamnestic anti-TGEV antibody

responses ^were observed when the mice

were boosted with the recombinant protein

or even with the virus itself 100 d follow-

ing ^the priming. ^These experiments prove that CS31 A is indeed a valuable tool for the exposure of foreign antigenic ^determi-

nants in a vaccine design ^since high immunogenicity, immunological memory, and seroneutralization were demonstrated

using ² epitopes ^{from the} TGEV. Stimula- tion of the mucosal immunity by ^{oral inoc-}

ulation of recombinant bacterial strains or

purified recombinant proteins ^associated

with ISCOMs or cholera toxin is now under

investigation.

References

Bousquet F, Martin C, Girardeau JP etal (1994) ^{CS31A A} capsule-like antigen ^{as an} exposure ^{vector for het-} erologous antigenic determinants. Infect lmmun 62, 2553-2561

Der Vartanian M, Méchin MC, Jaffeux B, Bertin Y, F61ix I, Gaillard-Martinie ^B (1994) Permissible peptide insertions surrounding ^the signal peptide-mature protein junction ^{of the} ClpG prepilin: ^{CS31 A fimbriae} of E coli as carriers of foreign sequences. Gene 148, 23-32

Girardeau JP, Der Vartanian M, Ollier JL, Contrepois ^M (1988) CS31A, a new K88-related fimbrial antigen ^on

bovine enterotoxigenic ^and septicemic ^E coli strains.

Infect Immun 56, 2180-2188

Propositions ^de stratégie vaccinale pour

les mammites de la vache laitière. B Pou-

B Pou-

trel, ^{P Rainard} ( INHH , taidoratoire cie patno-

logie infectieuse et immunologie, ³⁷³⁸⁰ Nouzilly, France)

L’ambition de développer ^{un vaccin mam-} mite, notamment contre les infections sta-

phylococciques, n’est pas neuve, elle date du début du siècle. Toutes les tentatives mettant en oeuvre des techniques empi- riques ^ont jusqu’à maintenant échoué. Dans le meilleur des cas, la protection ^{n’a été}

observée que vis-à-vis de la souche homo-

logue pendant ^un laps ^de temps ^{très court.}

Plusieurs explications ^et hypothèses peu- vent être avancées pour expliquer ^ces échecs. Par exemple la diversité des

espèces ^et des souches bactériennes, ^la

non expression de certains antigènes ⁱⁿ vitro, les phénomènes ^de suppression épi- topique, la faible réactivité immunologique

de la mamelle de la vache, qualifiée par les auteurs anglo-saxons d’organe ^«immuno- logiquement ^dormant».

D’un point ^{de vue} pratique, ^{la mise au} point d’un vaccin n’implique pas la connais-

sance complète ^des mécanismes immuni- taires mis en jeu ^{au cours} du processus infectieux. Concernant les mammites, les 2 mécanismes importants ^et manipulables

sont l’immunité anti-toxique ^{et la} phagocy-

tose. L’immunisation avec des anatoxines conduit à la prévention des mammites cli-

niques, ^sans guérison bactériologique. ^Or

ce niveau de protection ^est insuffisant

puisque, ^{en termes de} prévalence ^{et d’im-} portance économique, ^{ce sont} les infections

subcliniques chroniques qu’il ^faut prévenir.

Selon notre conception ^{basée sur les}

connaissances acquises ^{ces dernières}

années dans notre propre laboratoire ^et celles rapportées dans la littérature scienti-

fique, ^un vaccin efficace contre les infec- tions mammaires doit conduire à un renfor- cement de la phagocytose qui ^{est le}

mécanisme essentiel de défense de la

glande mammaire bovine :

-

en provoquant ^un recrutement massif et

précoce ^des polynucléaires neutrophiles (PMN) dans la mamelle lors d’une infec- tion ;

-

en induisant la production d’anticorps opsonisants dans le sang (qui sont trans- férés passivement dans le lait lors de l’in- flammation due à l’infection) ^{ou dans le lait,} appartenant, ^notamment à la sous-classe

IgG2 ^{dont il a été démontré} qu’elles ^étaient

les opsonines ^les plus ^efficaces.

Concernant les antigènes ^ou épitopes protecteurs, ils doivent être exprimés ^{in vivo}

et être présents ^{chez la} plupart des souches de l’espèce bactérienne vis-à-vis de laquelle

la protection ^est recherchée. De plus, ^ils

doivent appartenir ^{à des} composants ^de

surface des cellules bactériennes, puisque

ce sont eux qui ^sont directement concer-

nés par les mécanismes phagocytaires. ^Du

fait que les polyosides capsulaires ^sont exprimés par quasiment ^{toutes les} espèces

bactériennes impliquées ^{dans les infections} mammaires, que leur expression ^semble

favorisée par le lait, qu’ils ^{ont un rôle anti-} phagocytaire, ^il paraît pertinent de les consi- dérer comme des candidats potentiels pou- vant entrer dans la composition d’un vaccin pour induire la production d’anticorps opso- nisants.

C’est à partir ^{de ces} principes généraux

que nous avons initié et développé depuis

1986 des travaux sur Streptococcus aga- lactiae et Staphylococcus aureus, avec pour ^r

objectif ^{la mise au} point ^{de vaccins contre}

ces 2 espèces bactériennes.

Bibliographie

Poutrel B (1991) ^Un vaccin mammite : utopie ^ou espoir ?

In : Mammites des vaches laitières (J Espinasse, ed), Société française ^de buiatrie, 181-186 Rainard P, Poutrel B (1993) Protection immunitaire de la

glande ^{mammaire. In :} Biologie ^de la lactation (LM

Houdebine, J Martinet, eds), INSERM-INRA, Paris,

415-429