Les vaccins sont couramment utilisés avec succès depuis plus d’un siècle dans le traitement ou la prévention de maladies infectieuses. Leur mécanisme d’action est physiologique et consiste à initier et développer une réaction immunitaire contre toute substance ou structure porteuse d’un antigène (virus, bactérie, cellule tumorale), considérée comme non-soi par l’organisme de manière à promouvoir un état immun, une mémoire immunitaire, vis-à-vis de l’antigène étranger. La réaction immunitaire induite par ces vaccins conventionnels comprend une production d’anticorps neutralisant l’agresseur antigénique circulant et une réponse cellulaire effectrice, avec la différenciation de cellules cytotoxiques capables de détruire les cellules malades porteuses de l’antigène étranger. L’extension à des fins thérapeutiques de l’approche vaccinale utilisée ces dernières années dans le Sida (antigènes du VIH) [ 1– 3] et dans certains cancers (antigènes tumoraux associés TAA, ou spécifiques de tumeurs TSA, des cellules cancéreuses) n’est pas apparue, à ce jour, efficace [ 4]. Aussi le vaccin quadrivalent dirigé contre le HPV (human papillomavirus), validé cliniquement et efficace, est aujourd’hui prescrit à titre préventif chez les personnes non infectées par l’agent viral causal de la maladie [ 38], mais n’est pas indiqué en l’état pour usage thérapeutique chez les patientes qui souffrent de métaplasies ou de dysplasies du col utérin induites par le virus (Figure 1) [ 5].

Figure 1. A. Cibles vaccinales visées par Neovacs. Le vaccin conventionnel cible uniquement les antigènes anormaux présents à la surface des cellules pathologiques et induit préférentiellement une réponse cellulaire tueuse contre ces cellules. Cette réponse immunitaire (RI) peut être supprimée par des facteurs du microenvironnement. Les vaccins kinoïdes en induisant des anticorps visent à neutraliser les cytokines ectopiques immunosuppressives (IS) et/ou angiogéniques, délétères du microenvironnement stromal des tissus pathologiques et peuvent ainsi permettre au vaccin conventionnel ou aux défenses naturelles d’exercer leur effet anti-tumoral. B et C. Effets pathogènes induits par les protéines pathogènes du microenvironnement des tissus pathologiques. B. Combat déséquilibré entre le virus VIH-1 et le système immunitaire de l’hôte : les cellules infectées par le VIH relâchent la protéine Tat, laquelle stimule les cellules immunitaires (CPA et T) qui produisent des cytokines à effet immunosuppressif (IFN-α, IL-10, TGF-β) inhibant la réponse immunitaire antivirale. C. Induction d’immunosuppression et de néoangiogenèse intratumorales. Les cellules cancéreuses ou stromales de tumeurs relâchent des facteurs immunosuppresseurs : protéines virales (E7), ou cellulaires (TGF-β, IL-10) et angiogéniques (VEGF).

Figure 1. A. Cibles vaccinales visées par Neovacs. Le vaccin conventionnel cible uniquement les antigènes anormaux présents à la surface des cellules pathologiques et induit préférentiellement une réponse cellulaire tueuse contre ces cellules. Cette réponse immunitaire (RI) peut être supprimée par des facteurs du microenvironnement. Les vaccins kinoïdes en induisant des anticorps visent à neutraliser les cytokines ectopiques immunosuppressives (IS) et/ou angiogéniques, délétères du microenvironnement stromal des tissus pathologiques et peuvent ainsi permettre au vaccin conventionnel ou aux défenses naturelles d’exercer leur effet anti-tumoral. B et C. Effets pathogènes induits par les protéines pathogènes du microenvironnement des tissus pathologiques. B. Combat déséquilibré entre le virus VIH-1 et le système immunitaire de l’hôte : les cellules infectées par le VIH relâchent la protéine Tat, laquelle stimule les cellules immunitaires (CPA et T) qui produisent des cytokines à effet immunosuppressif (IFN-α, IL-10, TGF-β) inhibant la réponse immunitaire antivirale. C. Induction d’immunosuppression et de néoangiogenèse intratumorales. Les cellules cancéreuses ou stromales de tumeurs relâchent des facteurs immunosuppresseurs : protéines virales (E7), ou cellulaires (TGF-β, IL-10) et angiogéniques (VEGF).

Les cytokines sont des signaux intercellulaires qui jouent un rôle majeur dans la physiopathologie des réactions immunitaires comme cela est décrit dans l’Encadré. Leur rôle délétère, au cours d’affections virales ou cancéreuses, est étayé par un ensemble d’observations expérimentales et cliniques. Contrairement à la majorité des virus, comme ceux de la vaccine ou de l’influenza qui activent des réponses immunitaires cytotoxiques contrôlant l’infection, le VIH entraîne une production anormale d’IFN-α (interféron-α) [ 6], d’IL-10 (interleukine-10) [ 7] et de TGF-β (transforming growth factor-β) [ 8], associée à une immunosuppression des cellules T conduisant à la maladie Sida. La production ectopique de l’IFN-α, non contrôlée homéostatiquement, peut être due à l’activation des cellules productrices d’IFN-α (pDC, cellules dendritiques plasmacytoïdes, et autres cellules présentatrices d’antigènes [CPA]) par la protéine virale Tat, excrétée par les cellules infectées (Figure 1B) [ 9]. Dans le cancer du col utérin, la protéine E7 de l’HPV-16, excrétée par les cellules cancéreuses, active non seulement une production anormale d’IFN-α à effet immunosuppresseur par les CPA [ 10], mais aussi la prolifération des cellules endothéliales qui sous tend l’angiogenèse tumorale [ 11] (Figure 1C). Dans d’autres types de tumeurs, les cellules malignes sécrètent directement des cytokines à action immunosuppressive, susceptibles de paralyser localement les réactions immunitaires, ou ayant d’autres effets pathogènes, tels que le VEGF (vascular endothelial growth factor) excrété par de nombreuses cellules cancéreuses, qui induit la néoangiogenèse tumorale [ 12]. Le dysfonctionnement cytokinique au sein des tissus pathologiques s’observe également dans d’autres pathologies ; c’est le cas de la polyarthrite rhumatoïde caractérisée cliniquement par l’inflammation des articulations et biologiquement par une surproduction de cytokines pro-inflammatoires (TNFα, IL-1, IFN-γ) [ 13].

Introduits dès 1991 par le groupe de recherche d’immuno-physiologie cellulaire de l’Université Pierre et Marie Curie (UPMC, Paris VI, France), les vaccins kinoïdes visent à produire des anticorps de haute affinité dirigés contre les cytokines ectopiques anormalement présentes dans le stroma des tissus pathologiques pour en inhiber les effets pathogènes et permettre aux cellules immunitaires, activées spontanément ou après vaccination conventionnelle, d’exercer leur fonction effectrice tueuse vis-à-vis des cellules pathologiques (Figure 1). De tels vaccins sont constitués de dérivés de ces cytokines, biologiquement non toxiques, mais immunogènes [ 14]. La société Neovacs (Encadré 2) a engagé depuis 1993 un programme de développement industriel de ces vaccins.

Les effets de la vaccination kinoïde

L’immunisation avec le kinoïde émulsionné dans l’adjuvant huileux de Salk (ISA51-Seppic, Paris) induit des titres élevés d’anticorps neutralisants de haute affinité, dirigés contre la cytokine native correspondante. L’efficacité de ces anticorps anti-cytokine a été démontrée expérimentalement.

TNF-α Kinoïde Chez la souris transgénique exprimant le TNF-α humain (Tg1006-T de Taconic), qui développe une polyarthrite rhumatoïde, l’immunisation avec le kinoïde TNF-α humain induit des taux élevés d’auto-anticorps sériques de haute affinité (Figure 2A1) et réduit de façon très importante les signes cliniques (oedèmes et déformation articulaire mesurée par un score arthritique) (Figure 2A2) et histologiques (inflammation et destruction osseuse) de la maladie.

Figure 2. Effets de la vaccination kinoïde. A1. Anticorps neutralisants induits par la vaccination kinoïde hTNFa. Inhibition de l’activité fonctionnelle du hTNF-α, en présence de sérum de souris (dilution au 1/100e) immunisées avec le kinoïde hTNFα, évaluée par le test de cytotoxicité des cellules murines L929 exprimée par le % d’inhibition de la lyse cellulaire de la lignée L929 en présence de hTNFα. CN : capacité neutralisante, barre rouge : groupe expérimental, barre jaune : groupe témoin. A2. Efficacité clinique associée au vaccin kinoïde hTNFα. Effet de l’immunisation TNF-α kinoïde sur les scores cliniques et histologiques de l’arthrite chez les souris immunisées avec le kinoïde TNF-α (barre rouge) ou avec le KLH (barre jaune). La prévalence de l’inflammation/destruction évaluée par histologie est le pourcentage (%) de souris avec un score d’inflammation/destruction ≥ 0,5 (score allant de 0 [aspect normal] à 3 [inflammation sévère avec déformation de l’articulation]) (adapté de [14]). B1. Anticorps neutralisants induits par la vaccination kinoïde VEGF. Inhibition de l’activité fonctionnelle du VEGF, en présence de sérum de souris (dilution au 1/100e) immunisées avec le kinoïde mVEGF, évaluée par le test de prolifération de cellules HUVEC (human umbilical vein endothelial cells) en présence de VEGF. CN : capacité neutralisante, barre rouge : groupe expérimental, barre jaune : groupe témoin. B2. Efficacité clinique associée au vaccin kinoïde hVEGF. Effet de l’immunisation VEGF kinoïde sur les métastases pulmonaires de carcinome du côlon CT26 chez les souris immunisées avec le kinoïde mVEGF (barre rouge) et chez les souris immunisées avec le KLH (barre jaune). Fréquences d’unités pathogènes évaluées par : Tumeur : Score de tumeurs détectées macroscopiquement (absence = 0 et présence = 1) ; Métast : Moyenne du nombre de métastases détectées au microscope ; Angiog : Score d’angiogenèse par métastase détectée au microscope (absence = 0 et présence = 1) (adapté de [ 26]). C. Effet de l’immunisation IFN-αKinoïde mesurée par la survenue de signes cliniques en relation avec le VIH et représentée sur la courbe Kaplan-Meier de survie cumulative dans le temps chez des patients infectés par le VIH-1. En abscisse, la durée du suivi clinique en mois et, en ordonnée, les événements en rapport avec l’infection VIH, trait plein rouge : sujets vaccinés répondeurs (présence d’anticorps anti-IFNα sérique), trait discontinu vert : sujets vaccinés non répondeurs, trait en pointillé bleu : sujets ayant reçu un placebo (adapté de [25]).

Figure 2. Effets de la vaccination kinoïde. A1. Anticorps neutralisants induits par la vaccination kinoïde hTNFa. Inhibition de l’activité fonctionnelle du hTNF-α, en présence de sérum de souris (dilution au 1/100e) immunisées avec le kinoïde hTNFα, évaluée par le test de cytotoxicité des cellules murines L929 exprimée par le % d’inhibition de la lyse cellulaire de la lignée L929 en présence de hTNFα. CN : capacité neutralisante, barre rouge : groupe expérimental, barre jaune : groupe témoin. A2. Efficacité clinique associée au vaccin kinoïde hTNFα. Effet de l’immunisation TNF-α kinoïde sur les scores cliniques et histologiques de l’arthrite chez les souris immunisées avec le kinoïde TNF-α (barre rouge) ou avec le KLH (barre jaune). La prévalence de l’inflammation/destruction évaluée par histologie est le pourcentage (%) de souris avec un score d’inflammation/destruction ≥ 0,5 (score allant de 0 [aspect normal] à 3 [inflammation sévère avec déformation de l’articulation]) (adapté de [14]). B1. Anticorps neutralisants induits par la vaccination kinoïde VEGF. Inhibition de l’activité fonctionnelle du VEGF, en présence de sérum de souris (dilution au 1/100e) immunisées avec le kinoïde mVEGF, évaluée par le test de prolifération de cellules HUVEC (human umbilical vein endothelial cells) en présence de VEGF. CN : capacité neutralisante, barre rouge : groupe expérimental, barre jaune : groupe témoin. B2. Efficacité clinique associée au vaccin kinoïde hVEGF. Effet de l’immunisation VEGF kinoïde sur les métastases pulmonaires de carcinome du côlon CT26 chez les souris immunisées avec le kinoïde mVEGF (barre rouge) et chez les souris immunisées avec le KLH (barre jaune). Fréquences d’unités pathogènes évaluées par : Tumeur : Score de tumeurs détectées macroscopiquement (absence = 0 et présence = 1) ; Métast : Moyenne du nombre de métastases détectées au microscope ; Angiog : Score d’angiogenèse par métastase détectée au microscope (absence = 0 et présence = 1) (adapté de [ 26]). C. Effet de l’immunisation IFN-αKinoïde mesurée par la survenue de signes cliniques en relation avec le VIH et représentée sur la courbe Kaplan-Meier de survie cumulative dans le temps chez des patients infectés par le VIH-1. En abscisse, la durée du suivi clinique en mois et, en ordonnée, les événements en rapport avec l’infection VIH, trait plein rouge : sujets vaccinés répondeurs (présence d’anticorps anti-IFNα sérique), trait discontinu vert : sujets vaccinés non répondeurs, trait en pointillé bleu : sujets ayant reçu un placebo (adapté de [25]).

VEGF Kinoïde Le kinoïde VEGF murin induit chez la souris immunisée des titres élevés d’auto-anticorps neutralisants anti-VEGF (Figure 2B). Chez la souris Balb/c greffée avec des cellules cancéreuses syngéniques (lignée CT26), l’immunisation avec le kinoïde VEGF réduit significativement le nombre de métastases pulmonaires [26].

La mise en évidence du rôle majeur joué par les dérèglements cytokiniques dans la pathogenèse de maladies chroniques a conduit les scientifiques à développer des stratégies susceptibles d’inhiber spécifiquement les cytokines ectopiques délétères portées par la lymphe des tissus pathologiques. Cette stratégie de ciblage spécifique anti-cytokine s’est montrée efficace et, à l’heure actuelle, les Acm anti-TNFα (Remicade^® ou Humira^®) [ 31, 32] tout comme les récepteurs solubles du TNF-α (Etanercept^®) [ 33], constituent le socle thérapeutique de maladies auto-immunes telles que la polyarthrite rhumatoïde ou la maladie de Crohn, tandis que les Acm anti-VEGF (Avastin^®) [ 34] sont associés à la chimiothérapie pour combattre l’angiogenèse et les métastases de cancer. Que ces anticorps spécifiques soient chimériques (Remicade^®), humanisés (Avastin^®) ou humains (Humira^®), ils peuvent induire, après leur administration répétée, des auto-anticorps anti-Acm (anti-idiotypes ou autres), source de récidives qui peuvent en limiter l’usage [ 35]. Par la faisabilité de leur préparation, leur innocuité et leur efficacité exposées dans cet article, les vaccins kinoïdes pourraient représenter une alternative thérapeutique à l’immunothérapie spécifique par Acm, en particulier en cas de résistance au traitement de ces derniers [ 36]. Après validation par les essais cliniques en cours de développement ou en préparation par Neovacs, l’utilisation du vaccin kinoïde lors de thérapies anticytokines prolongées pourra présenter des avantages : (1) induction d’anticorps polyclonaux naturels de haute affinité non susceptibles d’induire des autoanticorps contre eux-mêmes [35] ; (2) maintien permanent, conformément à la logique des protocoles thérapeutiques métronomiques [ 37], de titres d’anticorps neutralisants à des niveaux efficaces grâce à des injections de rappel dont la périodicité sera guidée par le suivi sérologique ; (3) confort apporté au patient du fait de la faible fréquence des rappels. De plus, le sang de sujets volontaires vaccinés pourra représenter une source unique d’anticorps anti-cytokines neutralisants naturels. Ces derniers, qu’ils soient des immunoglobulines polyclonales purifiées provenant de sérums hyperimmuns ou des anticorps monoclonaux produits à partir de cellules B immortalisées, pourront être utilisés lors d’indication d’immunothérapie passive sans risque de générer des auto-anticorps. Par ses avantages résumés dans le Tableau I, la stratégie Kinoïde devrait contribuer à élargir le champ d’application des immunothérapies anti-cytokines validé depuis dix ans grâce aux succès cliniques rencontrés par l’administration des Acm dans le traitement de maladies graves telles la polyarthrite rhumatoïde, la maladie de Crohn ou certains cancers.

Tableau I. Immunothérapie spécifique anticytokine. Comparaison de la vaccination kinoïde à l’immunothérapie spécifique par administration d’Ac monoclonaux.

Tableau I. Immunothérapie spécifique anticytokine. Comparaison de la vaccination kinoïde à l’immunothérapie spécifique par administration d’Ac monoclonaux.