Pharmacie galénique. 4 ème année pharmacie. Chapitre 5 : Les vaccins. Page 1 sur 12

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1 Pharmacie galénique 4 ème année pharmacie Chapitre 5 : Les vaccins Page 1 sur 12

2 Sommaire 1. Définition Classification des vaccins Vaccins bactériens Les anatoxines bactériennes Vaccins viraux préparation des vaccins Obtention du principe actif Vaccins atténués Vaccins inactivés Anatoxines bactériennes Obtention du vaccin prêt à l emploi Vaccins en suspension Vaccins lyophilisés Conditions particulières à respecter Stérilité des matières premières Matériel et locaux Contrôle des vaccins Stérilité Innocuité Pouvoir immunisant Conservation et étiquetage Conservation Etiquetage Page 2 sur 12

3 1. Définition Les vaccins pour usage humain sont des préparations contenant des substances antigéniques ayant la propriété de créer chez l homme une immunité active et spécifiquement contre l agent infectant ou la toxine ou l antigène élaboré par celui-ci cette activité doit être démontrée chez l homme. Les vaccins peuvent être constitués par : Les agents pathogènes eux-mêmes, inactivés (tués)! Des organismes vivants soumis, s il y a lieu, à des traitements appropriés afin d atténuer leur virulence sans altérer leur pouvoir antigénique (dans ce cas, on ne fait pas de rappel régulier, ex : vaccin de la poliomyélite). Des fractions antigéniques ou des substances élaborées par les mêmes agents rendues inoffensives, mais conservant leur propriété antigénique. 2. Classification des vaccins : 2.1. Vaccins bactériens : Obtenus à partir de cultures de souches appropriées cultivées sur des milieux liquides ou solides et contiennent des bactéries inactivées, des bactéries vivantes ou leurs composants antigéniques. Ces vaccins peuvent être soit sous forme de suspensions d opacité variable dans des liquides incolores ou sensiblement incolores, soit sous forme cryodesséchée (à reconstituer au moment de l emploi). La culture bactérienne entière, les microorganismes ou les fractions de ceux-ci peuvent être utilisés dans la préparation des vaccins Les anatoxines bactériennes : Elles sont préparées à partir des toxines par réduction de la toxicité à un niveau non décelable ou par neutralisation complète de cette toxicité au moyen de méthodes physiques ou chimiques mais sans altérer leur pouvoir immunisant! La méthode est choisie de façon à transformer de manière irréversible la toxine en anatoxine. Page 3 sur 12

4 Les anatoxines peuvent être liquides (suspensions) ou cryodesséchées. Elles peuvent être purifiées et adsorbées, c.à.d. des suspensions de particules blanches ou grises, dispersées dans des liquides incolores ou jaunes pale Vaccins viraux : Ils sont préparés d après la méthode du lot de semence à partir de virus cultivés soit sur des animaux ou sur des embryons aviaires 1, soit sur cultures cellulaires ou sur tissus vivants appropriés. Ils sont constitués par des suspensions de virus vivants ou inactivés ou par des fractions de virus. Ces vaccins peuvent être d opacité variable selon le type de préparation, et peuvent être colorés s il y a un indicateur de ph, tel que le rouge de phénol utilisé dans des milieux de cultures. (Figure p 27) 3. Préparation des vaccins : La substance active doit avoir des microorganismes dans sa totalité (bactéries ou virus) pour l atténuer ou l inactiver (figure p 28). Terminologie : Système de lot de semence : Dans un système de lot de semence, les lots successifs d un produit sont dérivés du même lot de semence primaire. Un lot de semence de travail est préparé à partir du lot de semence primaire en vue de la production de routine. Lot de semence primaire : La culture d un microorganisme est répartie, à partir d un vrac unique, en récipients traités ensemble en une seule opération et de manière à assurer l uniformité et la stabilité et à prévenir la contamination. Embryon aviaire 1 : œuf dans lequel un embryon commence à se développer Page 4 sur 12

5 Conservation : Sous forme liquide à T < ou = -70 C Sous forme cryodesséchée à T reconnue pour assurer sa stabilité (les bactéries ou virus restent vivants mais ne peuvent plus muter). Lot de semence de travail : C est la culture d un microorganisme dérivé du lot de semence primaire et qui est destinée à être utilisée dans la production. Les lots de semence de travail sont répartis et conservés de la même manière que celle décrite pour les lots de semence primaire. On doit toujours garantir l uniformité et la stabilité! Système de banques de cellules : Les lots successifs d un produit sont fabriqués par culture dans des cellules dérivées de la même banque de cellules primaires. Un certain nombre de récipients de la banque de cellules primaires est utilisé pour préparer une banque de cellules de travail. Culture de cellules primaires : Il s agit de la culture de cellules obtenues par trypsination 2 d un organe ou tissu approprié. Les cellules sont essentiellement identiques à celles du tissu animal d origine et sont à un stade de production < à 5 passages in vitro. Lignées cellulaires : Il s agit de la culture de cellules ayant une capacité élevée de multiplication in vitro. Dans les lignées de cellules diploïdes, les cellules ont essentiellement les mêmes caractéristiques que les cellules du tissu animal d origine. Dans les lignées cellulaires continues, les cellules peuvent se multiplier en culture de façon illimitée. Trypsination 2 : addition de la trypsine (enzyme protéolytique) aux cellules cultivées in vitro pour les décoller du support de culture et les séparer les unes des autres (étape très importante car les cellules adhérentes prolifèrent jusqu à former un tapis unicellulaire confluent où leur multiplication s arrête!) Page 5 sur 12

6 Récolte unique : Le produit dérive, en une ou plusieurs occasions, d une seule culture cellulaire de production inoculée avec le même lot de semence de travail ou avec une suspension dérivée de ce lot, mise en incubation et récoltée en une seule opération de production. Mélange de récoltes monovalent : C est un mélange de récoltes contenant une seule souche ou type de microorganisme ou d antigène, cette souche est dérivée d œufs, de récipients de cultures cellulaires traités en même temps. Vrac final : C est le produit qui a subi toutes les étapes de fabrication à l exclusion du conditionnement final. Il est constitué par un ou plusieurs mélanges de récoltes monovalents, provenant de cultures d une ou de plusieurs espèces ou types de microorganismes, après éventuellement clarification, dilution ou addition d adjuvants ou d autres substances auxiliaires ou autres opérations. Il est traité de façon à assurer son homogénéité et il est utilisé pour le remplissage de récipients d un ou de plusieurs lots finals. Lot final : C est l ensemble de récipients définitifs fermés ou d autres unités posologiques (comme les gouttes), dont on peut s attendre qu il soit homogène notamment vis-à-vis du risque de contamination pendant le remplissage ou la préparation du produit fini. Atténuation : On a recours à un germe sauvage modifié de façon à aboutir à une mutation irréversible du stade virulent au stade atténué. Cette modification peut être obtenue en ayant recours à : **des agents physiques (chaleur : 56 C à 70 C à une durée bien déterminée) ou rayonnements UV selon la nature du microorganisme pour juste l inactiver. NB : les rayonnements UV servent pour maintenir un état de stérilité. Page 6 sur 12

7 **des passages multiples (cas des virus) sur un hôte non préférentiel (animal, œuf embryonné) ou, quand ceci est possible, sur culture cellulaire. NB : possibilité de sélection des mutants se développant à T différente de celle requise par le germe sauvage = mutants dits «froids» ou «chauds» qui ne provoquent pas de lésions dans l organisme à T physiologique (à 37 C où ils perdent toute leur virulence). Les mutants froids : Ce sont les plus utilisés. Il est possible de recourir à un germe différent du germe sauvage contre lequel il y a lieu de se protéger, à condition que le microorganisme choisi possède des caractères antigéniques communs avec le germe sauvage de façon à obtenir une immunité croisée Obtention du principe actif : Vaccins atténués : C est une suspension virale ou bactérienne dont les éléments gardent leur faculté de se multiplier dans l organisme receveur, mais ayant perdu définitivement la capacité de faire apparaître la maladie dont était responsable le germe original Vaccins inactivés : C est une suspension virale ou bactérienne ayant perdu définitivement toute faculté de se multiplier dans l organisme, donc tout pouvoir pathogène et épidémiogène, mais garde intactes ses facultés immunogènes. Culture : Cas des bactéries : milieu de culture adapté à chaque souche, utilisation de bioréacteurs (contrôle de la T, de l apport en O 2 et de l agitation). Cas des virus : nécessité d un support vivant pour leur développement (animal, œuf embryonné, lignées cellulaires non cancéreuses). Inactivation : par procédure physique et chimique : Procédure physique : chaleur, ultrasons, rayons UV. Page 7 sur 12

8 Procédure chimique : formol, phénol, éther, chloroforme, β-propionolactone. NB : il est possible de combiner l action des 2 agents pour compléter l inactivation Anatoxines bactériennes : Elles sont préparées à partir de toxines par réduction de leur toxicité à un niveau très bas ou par neutralisation complète de celles-ci par méthodes physiques ou chimiques sans détruire leur pouvoir immunisant. Les anatoxines sont présentées sous forme de suspensions Obtention du vaccin prêt à l emploi : Vaccins en suspension : L agent vaccinal est mis en suspension dans un soluté isotonique de NaCl en présence de substances auxiliaires et additifs qui vont jouer différents rôles : Agents de conservation : (phénol, crésol) - utilisés dans le cas de vaccins stériles et inactivés ou des vaccins délivrés sous forme multi doses. Anti oxydants : (vitamine C, α-tocophérol) - puisque les vaccins ont une nature protéique, ils peuvent être alors le siège d oxydation en présence de traces d ions métalliques. Tensio-actifs : non ioniques (polysorbates) - ils ont un pouvoir dispersant pour éviter l agglomération particulaire. Ils sont bien tolérés. Adjuvants : (phosphate d aluminium hydraté, hydroxyde de calcium, phosphate de calcium) permettent de prolonger la durée de libération de l agent vaccinal et d augmenter le pouvoir immunogène de celui-ci. C est un support d adsorption à l agent vaccinal (c.à.d. quand on injecte le vaccin par voie intradermique, l adjuvant va constituer une sorte de dépôt depuis lequel le vaccin se diffuse petit à petit). NB : certains adjuvants ont la capacité d activer directement les cellules de l immunité production d anticorps. On distingue alors 2 types d adjuvants : les simples véhicules et les immunostimulants. Le mécanisme d action des adjuvants se résume en 3 étapes : *formation d un dépôt au niveau du site d injection. Page 8 sur 12

9 *stimulation des cellules immunoréactives par l activation du complément. *activation des macrophages et assimilation de l antigène absorbé par les cellules immunitaires. Régulateurs du ph : ce sont des acides ou des bases pour ajuster le ph tel que 6 < ph < 8 pour la stabilité et l activité du vaccin. Ces régulateurs stabilisent le vaccin et l agent adjuvant car il peut y avoir une dégradation physique ou chimique ou même une hydrolyse des molécules biologiques. On évite les tampons! On doit tout d abord ajuster le ph d activité, puis le ph de stabilité de la substance active et enfin le ph physiologique car les tampons de l organisme vont tout réguler après l administration du vaccin. NB : la force ionique peut modifier la stabilité des vaccins : à une faible valeur de la force ionique, on assiste à l augmentation de solubilité des biomolécules. Les vaccins vivants atténués peuvent être lysés avec des valeurs de force ionique non valables on ajoute le NaCl pour avoir une force ionique adaptée à la stabilité du vaccin Vaccins lyophilisés : La lyophilisation est un moyen de stabilisation du vaccin (pour les vaccins vivants). Le produit à lyophiliser est une suspension de microorganismes (bactéries ou virus) + un substrat de lyophilisation (sucres, sels de polymères, produits biologiques complexes qui sont des agents stabilisants pour éviter le choc osmotique au niveau du microorganisme) Conditions particulières à respecter : Stérilité des matières premières : Concernant l œuf embryonné de poule, l élevage est sélectionné en excellente santé sanitaire. Les produits d origine biologique subissent une filtration stérilisante sur filtres cartouches ou sur filtres écrans 3 (porosité = 0.22μm), précédée d une pré-filtration sur une membrane de 0.45μm. Filtre écran 3 = filtre membrane Page 9 sur 12

10 Matériel et locaux : Matériel : stérilisation par autoclavage ou par chaleur sèche. Locaux : travail dans des conditions d asepsie : salles blanches (ZAC de classe A) et hottes à flux d air laminaire (traitement spécial de l air). Personnel (main d œuvre) : hautement qualifié, formé dans le domaine de fabrication des vaccins et très consciencieux. Méthodes : doivent être validées à l avance (méthode des 5M 4 ). 4. Contrôle des vaccins : 4.1. Stérilité : Pour les vaccins tués et anatoxines : ils doivent être stériles (essais de la pharmacopée pour les germes aérobies et anaérobies). Pour les vaccins vivants : on s assure de l absence de germes étrangers, et s il y en a, ils doivent être inoffensifs et en nombre limité Innocuité 5 : *Toxicité spécifique par des tests sur des cobayes : à doses élevées de vaccin absence des signes de la maladie contre laquelle le vaccin est appelé à lutter. *Toxicité anormale : injection d une dose humaine par voie intra péritonéale à des souris ou des cobayes absence de symptômes dans les 7 jours qui suivent l injection. On ne fait jamais d essais sur l homme. Méthode des «5M 4» : matières premières, main d œuvre, matériel, méthode, milieu Innocuité 5 : caractère de ce qui n est pas toxique Page 10 sur 12

11 4.3. Pouvoir immunisant : Pour les vaccins vivants : vérifier le nombre de germes par numération de culture après dilution. Pour les vaccins tués : *numération directe soit par culture avant de tuer les germes, soit comme une numération globulaire. *numération empirique : par pesée après ultracentrifugation ou par opacimétrie 6 en comparant à une suspension étalon (=témoin). Pour les anatoxines : par la méthode de Ramon (méthode de floculation initiale basée sur la précipitation du complexe anticorps spécifique - anatoxine). 5. Conservation et étiquetage : 5.1. Conservation : A l abri de la lumière à 2 C < T < 8 C (dans le réfrigérateur) sauf indication contraire de la monographie. Les vaccins liquides et adsorbés ne doivent pas être congelés. Pour les substances lyophilisées, l administration du vaccin ne doit pas dépasser les 5 heures après reconstitution Etiquetage : L étiquette de chaque récipient de vaccin et de chaque emballage indique : Nom de la préparation N du lot final ou autre référence Dose humaine recommandée et voie d administration Conditions de conservation Date de péremption Opacimétrie 6 : mesure de l opacité d une substance Page 11 sur 12

12 De plus, Nom et quantité de tout agent microbien ou toute autre substance ajoutés au vaccin (car ce sont des excipients à effet notoire) Mention des substances susceptibles de provoquer des réactions secondaires ou des contre-indications par l utilisation du vaccin. Pour les vaccins cryodesséchés, on ajoute : Nom / composition et quantité du liquide à ajouter Mention «à utiliser immédiatement après reconstitution» Nom et adresse du fabricant NB : nouveautés dans le domaine des vaccins : des formes nouvelles telles que les nanoparticules, les liposomes, le spray (par voie nasale : vaccin antigrippal mais non commercialisé en Tunisie). Page 12 sur 12