Réponse immunitaire au parasitisme interne

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1 Rev. sci. tech. Off. int. Epiz., 1990, 9 (2), Réponse immunitaire au parasitisme interne H.R.P. MILLER ** Résumé: Ce rapport sur les maladies parasitaires internes aborde les méthodes du diagnostic sérologique, les mécanismes immunitaires chez l'hôte et l'immunoprévention des parasitoses à protozoaires et à métazoaires chez les animaux d'élevage. Les facteurs limitants du diagnostic sérologique sont la spécificité et la capacité des animaux hôtes à produire une réponse suffisante pour être décelable. La variété des antigènes est d'une complexité telle que la méthode de choix, pour les helminthes, consiste à utiliser comme antigènes, pour l'épreuve ELISA sur microplaque, des produits d'excrétion ou de sécrétion des parasites. De même, pour les protozoaires, le diagnostic sérologique est plus facile si l'on ne retient que quelques antigènes immunodominants sélectionnés plutôt que des extraits du parasite entier. Cependant, le sérodiagnostic ne permet pas toujours de déceler les animaux parasités, surtout s'ils sont jeunes, en état de malnutrition ou malades. Les parasites peuvent aussi moduler la réponse de l'hôte et échapper ainsi au dépistage sérologique. La production de protéines parasitaires recombinantes pures rend déjà plus facile la détection sérologique de plusieurs espèces de parasites, et l'utilisation de sondes d'adn recombinant permet à présent de révéler les différences interspécifiques et intraspécifiques. L'auteur étudie ensuite le rôle central des cytokines inflammatoires, protéines régulatrices produites par les cellules T «helper», dans la modulation des réponses inflammatoires, qu'elles soient protectrices ou préjudiciables. Enfin, il envisage le contrôle génétique de la réponse immunitaire et son importance dans l'immunoprévention, et présente plusieurs innovations intéressantes concernant la production et les modalités d'administration des vaccins sous-unitaires. MOTS-CLÉS : Cellules T - Complexe majeur d'histocompatibilité - Diagnose - Immunité - Mœlle osseuse - Sondes d'adn. INTRODUCTION Compte tenu de la complexité moléculaire des protozoaires et des métazoaires, la réponse immunitaire de l'hôte ne saurait être simple. Cependant, l'étude des parasites et de la réaction de l'hôte à l'infestation a permis d'améliorer considérablement le diagnostic des parasitoses et d'ouvrir la voie à l'immunoprévention de celles de ces maladies qui ont une importance économique ou des retentissements sur la santé publique. * Rapport présenté à la 57 e Session générale de l'oie, Paris, mai ** Moredun Research Institute, 408 Gilmerton Road, Edimbourg EH17 7JH, Royaume-Uni.

2 316 Au nombre des maladies ayant une importance économique figurent des parasitoses extrêmement variées : nématodoses, babésiose et hypodermose chez les bovins, trichinellose chez les porcs et hémonchose chez les ovins. Cependant, étant donné le grand nombre et la diversité des maladies abordées, nous traiterons essentiellement des progrès immunologiques accomplis ces dernières années au profit des techniques de diagnostic et d'immunoprévention de quelques-unes des parasitoses à protozoaires et à métazoaires les plus importantes. Sérologie DIAGNOSTIC Il est essentiel, pour le diagnostic des maladies parasitaires internes, de disposer d'antigènes spécifiques des différentes espèces et/ou d'anticorps hautement spécifiques. Comme les helminthes et les protozoaires contiennent des polypeptides, des glycoprotéines et des glycolipides potentiellement antigéniques par milliers, dont beaucoup sont également présents dans des espèces ou des embranchements non apparentés, voire chez certaines bactéries, la mise au point de méthodes de diagnostic suffisamment spécifiques a été très difficile. En principe, les méthodes diagnostiques qui évitent les opérations fastidieuses ou pouvant être dangereuses (numération des œufs de parasites dans les fèces, frottis sanguins et biopsies tissulaires par exemple) sont celles qui permettent de tester un grand nombre d'échantillons de sérum par une technique ELISA sur microplaque ou par dosage radio-immunologique. Le diagnostic immunologique par recherche des antigènes parasitaires solubles dans les fèces ou par biopsies tissulaires, est aussi possible lorsque les titrages d'anticorps, surtout si on utilise des anticorps monoclonaux, sont suffisamment spécifiques. Le premier progrès dans le diagnostic des helminthoses a été accompli lorsqu'on a constaté que les antigènes excrétés ou sécrétés (ES) par le parasite in vitro étaient généralement moins complexes que les antigènes somatiques (25). Ainsi, la culture in vitro de larves de Trichinella spiralis au stade de l'encapsulement, dans un milieu bien défini, a permis d'obtenir des antigènes qui se fixent aux plaques ELISA en phase solide, ce qui donne une méthode fiable et précise pour déceler les anticorps sériques (38) ; cette technique est applicable au dépistage chez les porcs à l'abattoir. L'emploi d'antigènes ES de Toxocara canis L 3 pour déceler la larva migrans viscérale due à T. canis chez l'homme et pour la distinguer d'autres helminthoses s'est également révélé fructueux (15). Le diagnostic des cestodoses s'est révélé par contre plus difficile. Les métacestodes se développent dans les tissus et ne peuvent être décelés à l'autopsie. C'est pourquoi de nombreux efforts ont été déployés pour rechercher une méthode de diagnostic sérologique. L'une des principales difficultés tient à ce que que les antigènes ES de plusieurs espèces de Taenia présentent des réactions croisées (52), encore que les antigènes des métacestodes aient donné de meilleurs résultats pour le diagnostic de T. saginata chez les bovins (19). Le diagnostic sérologique de l'hydatidose chez l'homme est également rendu difficile par les réactions croisées des antigènes et l'une des approches consiste à identifier les antigènes uniques par immunocapture («immunoblotting») comparative. Cependant, lorsqu'on tente de diagnostiquer une

3 317 cestodose, on se heurte entre autres à l'aptitude du parasite à moduler la réponse immunitaire de l'hôte, comme le montrent un certain nombre de paramètres immunologiques, dont une anomalie de la mitose des lymphocytes du sang périphérique (Barrientos, Sanchez et Esponda, communication non publiée). On sait qu'il n'y a pas nécessairement une très bonne corrélation entre le tableau clinique et le diagnostic immunologique de l'hydatidose (25), sans doute à cause de cette modulation de la réponse immunitaire. Des épreuves sérologiques ont également été mises au point pour les infestations à trématodes, notamment pour la distomatose et la bilharziose, en utilisant divers produits obtenus par excrétion ou sécrétion, mais aucune épreuve diagnostique parfaitement fiable n'a encore été mise au point à ce jour (25). Néanmoins, la recherche de la fasciolose chez les bovins en utilisant des antigènes ES permet un diagnostic plus précoce qu'avec les antigènes somatiques (Pfister, communication non publiée), encore que les antigènes somatiques aient été utilisés avec succès dans des enquêtes sur la fasciolose effectuées sur le terrain en France (4). Des produits d'excrétion ou de sécrétion de larves de stade I d'hypoderma bovis sont également employés pour diagnostiquer l'hypodermose, bien que la nature saisonnière de cette parasitose limite la période optimale pendant laquelle les anticorps spécifiques sont décelables par la méthode ELISA (5). Globalement, grâce à l'emploi d'antigènes ES, on a pu mettre au point des techniques ELISA sensibles et automatisées, mais il faut savoir que la précision et la sensibilité du diagnostic sérologique exigent que soient réunies trois conditions : 1. Les antigènes utilisés doivent être exclusivement spécifiques de l'espèce parasitaire recherchée. 2. La parasitose doit provoquer des réponses immunitaires traduisant la sévérité de l'infestation. 3. Les antigènes parasitaires sécrétés in vivo ne doivent pas entraîner de déplétion significative des anticorps circulants. Les progrès accomplis sont cependant tels que les techniques faisant appel à l'adn recombinant permettent de cloner les antigènes ES intéressants. C'est ainsi que plusieurs polypeptides ES de schistosomes ont pu être clonés et exprimés (25), de même qu'un produit ES de T. spiralis L1 (voir ci-après). Ces développements permettront la production massive d'antigènes purs nécessaire au diagnostic sérologique, tout en assurant un degré de spécificité encore jamais atteint ; l'hypothèse de départ étant que les produits ES d'une espèce parasitaire donnée contiennent au moins un polypeptide qui possède des caractéristiques antigéniques uniques, dont le pouvoir immunogène s'exerce lors d'une infestation naturelle et qui, en tant que recombinant, conserve son pouvoir antigénique. Cette hypothèse peut, cependant, n'être pas vérifiée dans le cas des cestodoses (voir ci-dessus). Malgré le recours à des technologies complexes, l'interprétation diagnostique des résultats sérologiques se heurte à de nombreux écueils. Ainsi, si l'on teste un sérum lors des stades précoces d'une parasitose, avant que l'hôte ne présente de réaction immunologique ou, plus important encore, si l'on examine un échantillon sérique provenant d'un hôte jeune, dépourvu de défenses immunitaires ou en état de malnutrition, incapable de sécréter des anticorps sériques, on peut obtenir une réponse négative en présence d'une infestation sévère. De même, la modulation de l'immunité

4 318 de l'hôte par les parasites eux-mêmes risque de donner lieu à des résultats faussement négatifs. Enfin, le choix de l'antigène test dépend des antigènes disponibles, ce qui fait que l'on utilise souvent un antigène préparé à partir de stades larvaires précoces des helminthes les plus faciles à mettre en culture. Ce type d'antigène ne permet pas toujours de poser un diagnostic fiable. Les principes de la sérologie des protozooses telles que la babésiose sont similaires à ceux qui s'appliquent aux helminthoses. Les essais de simplification destinés à mettre au point des épreuves adaptées au terrain, utilisant l'agglutination sur cartes, se révèlent assez prometteurs (Barrientos, Sanchez et Esponda, communication non publiée). L'une des difficultés du diagnostic sérologique est liée à la présence d'anticorps colostraux dans le sérum des veaux allaités par des vaches immunes. Là encore, pour être fiable, une technique de diagnostic sérologique, applicable sur le terrain, requiert la production, en quantité suffisante, d'antigènes purs ne présentant pas de réactions croisées. Etant donné les complications qu'impliquent le transfert maternel d'immunoglobulines et la spécificité du stade de l'antigène choisi, il est nécessaire par ailleurs d'avoir de bonnes connaissances épidémiologiques sur la maladie et de comprendre le cycle du parasite pour interpréter les résultats. Tandis que la babésiose peut être décelée en examinant des frottis sanguins, d'autres protozooses sont plus difficiles à diagnostiquer ; c'est le cas, par exemple, des zoonoses telles que la toxoplasmose et la cryptosporidiose, qui sont des maladies très dangereuses pour la santé publique. Le diagnostic sérologique de Toxoplasma gondii est facile à établir par dosage radio-immunologique (14) lorsque l'animal hôte est infecté depuis plusieurs semaines. La présence d'antigènes dans le sang peut cependant être aussi décelée au cours de la phase précoce de la toxoplasmose aiguë par la méthode ELISA (2), qui permet également de détecter les complexes immuns circulants (46). Etant donné que la cryptosporidiose constitue généralement un problème chez le très jeune animal, la meilleure méthode de diagnostic reste probablement l'examen des matières fécales. L'incidence de Sarcocystis, dont plusieurs souches sont pathogènes, est également élevée chez les bovins ; des épreuves diagnostiques sont par conséquent en cours d'étude. Techniques faisant appel à l'adn recombinant Des innovations extrêmement intéressantes sont apparues dans l'utilisation de l'adn recombinant pour la mise au point de méthodes sensibles et fiables pour le diagnostic des maladies parasitaires. Le principal avantage de cette approche est de permettre la détection des différences génétiques interspécifiques et intraspécifiques. Des sondes d'hybridation ADN ont été mises au point à partir de séquences d'adn répétitives uniques de T. spiralis qui, après analyse des polymorphismes de restriction, permettent de distinguer les sous-espèces parasitaires dotées d'un pouvoir infestant différent chez le porc (11). Des variations génétiques intraspécifiques similaires ont été décelées par cette technique sur des souches de Taenia solium isolées en Inde, au Mexique et au Zimbabwe (41), ainsi qu'entre une filaire de l'homme, Brugia malayi, et son équivalent chez l'animal, B. pahangi (49). B. malayi et B. pahangi, qui sont transmis par le même moustique, sont des espèces très étroitement apparentées, les séquences d'adn hautement répétitives présentant également une très forte homologie globale. Il existe cependant de petites régions où les séquences divergent (49) et les oligonucléotides à chaîne courte qui présentent une divergence de séquences de 35 à 40 % fournissent des sondes dotées d'une haute spécificité d'espèce (49).

5 319 Les techniques faisant appel à l'adn recombinant ont, par conséquent, un grand potentiel diagnostique pour révéler et identifier les variations intraspécifiques et interspécifiques, ce qui ne serait pas possible à l'aide des méthodes immunologiques. De même, la découverte de la réaction d'amplification enzymatique, qui permet d'amplifier de très petites quantités d'adn, facilitera grandement la recherche d'endoparasites ou d'hémoparasites. RÉACTIONS IMMUNITAIRES AUX PARASITES Cellules T, cytokines, et immunopathologie Deux sous-groupes principaux de cellules T, le phénotype T «helper» (Th) et les cellules T cytotoxiques/suppressives, ont été identifiés chez la plupart des mammifères. Grâce aux nouvelles techniques de biologie moléculaire, il a été établi qu'une fois activées, les cellules T sécrètent toute une série de glycoprotéines régulatrices, connues sous le nom de lymphokines, ou cytokines. Ces dernières assurent la régulation à la fois de la réponse immunitaire et des processus inflammatoires (Tableau I). Lorsqu'elles sont liées à des récepteurs spécifiques de la surface cellulaire, les cytokines modulent la croissance, la différenciation ou le fonctionnement des cellules portant ces récepteurs, qui proviennent en grande partie de la mœlle osseuse et qui interviennent dans les processus inflammatoires. TABLEAU I Cytokines sécrétées par les cellules T «helper» et intervenant dans le processus inflammatoire * Nom Source Effet inflammatoire Interleukine 6 Cellules Th Augmentation de la population de (IL6) Monocytes cellules-souches médullaires Macrophages Fibroblastes Interleukine 3 Cellules Th Facteur de croissance des cellules-souches (IL3) + stimulation de la différenciation des mastocytes Interleukine 4 Cellules Th Facteur de croissance des mastocytes (IL4) + stimulation de la production d'igg1 et d'ige Interleukine 5 Cellules Th Stimulation de la différenciation (IL5) des éosinophiles et de la production d'iga Facteur stimulant Cellules Th Croissance/différenciation des précurseurs des les colonies de Macrophages neutrophiles et des macrophages et activation polynucléaires et de macrophages Fibroblastes des macrophages à maturité (GM-CSF) Interféron-7 Cellules Th Antagonisme de l'hématopoïèse assurée par (IFN-7) l'intermédiaire de l'il3/gm-csf mais activation des macrophages * Cette liste de lymphokines n'est pas complète et n'a été présentée qu'à titre d'illustration pour montrer que certaines cytokines, sécrétées par les cellules T «helper», jouent un rôle majeur dans les réponses aux agents pathogènes, en induisant une hématopoïèse inflammatoire. Leur rôle dans les parasitoses commence seulement à être mieux compris.

6 320 Récemment, deux sous-populations de cellules T «helper» murines, les T «helper» 1 et les T «helper» 2, ont été identifiées d'après les différentes lymphokines qu'elles sécrètent (Tableau II). TABLEAU II Cytokines sécrétées par deux sous-populations de cellules T «helper» murines (T 1 et T 2) * Th1 Interféron-Y Interleukine-2 Interleukine-3 GM-CSF Lymphotoxine Th2 Interleukine-4 Interleukine-5 Interleukine-3 GM-CSF * Ces deux sous-populations de cellules T «helper» n'ont à ce jour été décrites que chez la souris (32, 9) mais, compte tenu des réponses observées dans la leishmaniose murine, qui sont apparemment régulées séparément par les deux sous-populations de cellules, le modèle de la souris semble ouvrir la voie à une nouvelle approche de la biologie des interactions hôte-parasite. Les sous-populations de cellules T «helper» 1 et 2 sont apparemment spécifiques de la souris puisqu'elles n'ont pas été décrites chez l'homme et que l'on ignore si elles existent chez d'autres espèces. Cependant, le transfert adoptif à des souris neuves, d'une lignée de cellules T «helper» 1 murines, dirigée in vitro contre un antigène immunodominant de Leishmania major, a permis de protéger ces animaux contre l'inoculation ultérieure de L. major (43). Dans une autre étude (20), la protection obtenue a été attribuée à la sécrétion d'interféron-7 par la sous-population de lymphocytes T «helper» 1. Inversement, une lignée de cellules T «helper» 2, dirigée contre un autre antigène de L. major n'a conféré aucune protection (43) et a de surcroît exacerbé l'infection, puisqu'un plus grand nombre de parasites a été trouvé après le transfert adoptif. Une autre étude a permis d'établir que les lésions cutanées et l'élévation concomitante de la réponse des IgE résultaient de la sécrétion d'interleukine 4 (20), l'une des lymphokines produites par la sous-population de T «helper» 2 (Tableau II). Même si ces observations ne proviennent que d'expérimentations chez la souris, elles illustrent la fragilité de l'équilibre entre les réponses assurant une protection et celles susceptibles d'être préjudiciables. Etant donné la rapidité des progrès réalisés dans le domaine de l'immunologie chez les ruminants, des essais similaires devraient bientôt être effectués chez les animaux domestiques. L'interféron-7, qui régule le métabolisme oxydatif des macrophages, induit une activité à la fois antiparasitaire et antimicrobienne (37, 34). Il est donc probable que cette cytokine soit importante lorsqu'il s'agit de parasites intracellulaires obligatoires tels que T. gondii et Eimeria spp. (42). Les cytokines liées aux lymphocytes T «helper» 2 murins sont par contre plus susceptibles d'intervenir dans la régulation des réponses dirigées contre les helminthes pour les raisons suivantes : a) l'interleukine 4 stimule la différenciation des mastocytes et la production d'ige, et b) l'interleukine 5 induit la différenciation des éosinophiles et régule la synthèse des IgA (9) ; toutes les réponses décrites en a) et b) étant caractéristiques des helminthoses (26).

7 321 L'un des points, qui revient constamment à propos des maladies parasitaires internes, est la relation entre les helminthoses et les réactions d'hypersensibilité immédiate ainsi que la prolifération des mastocytes, ces deux phénomènes dépendant étroitement des cellules T «helper». Des études chez le rat ont établi que l'interleukine 3, sécrétée par les cellules T «helper», régule la croissance et la différenciation des mastocytes de la muqueuse intestinale (17). Les mastocytes de la muqueuse intestinale sont par ailleurs activés lors de l'expulsion spontanée des nématodes de l'intestin, comme le montre clairement la libération dans le torrent circulatoire de protéases spécifiques contenues dans les granulations des mastocytes de la muqueuse, lors de l'expulsion immunitaire de T. spiralis (50). Des observations similaires sur la sécrétion systémique de protéases spécifiques de ces cellules ont été rapportées chez le mouton, après inoculation de H. contortus (21). De plus, des observations expérimentales laissent à penser que les mastocytes de la muqueuse interviennent dans la réponse protectrice contre Ascaris suum chez le porc (44). La différenciation et le recrutement des éosinophiles sont également régulés par les cellules T «helper», phénomène régulièrement observé au cours des helminthoses. De nombreuses études in vitro montrent que les éosinophiles libèrent des substances issues des granulations, hautement toxiques pour les helminthes (48). Les éosinophiles, comme les mastocytes, ont des récepteurs membranaires pour les IgE et les IgG qui, lorsqu'ils sont activés, provoquent la libération du contenu des granulations ainsi que la sécrétion de médiateurs lipidiques dérivés de la membrane (leucotriène C4, facteur d'activation plaquettaire et, à un moindre degré, Prostaglandines) (18). Les macrophages ont également des récepteurs pour le complément ainsi que des récepteurs de faible affinité pour les IgE ; leur activation peut donner lieu à des radicaux libres, à des enzymes protéolytiques et à des hydrolases, substances qui sont toutes susceptibles de compromettre directement la survie des helminthes (18). Le type de réaction inflammatoire vis-à-vis des helminthes dépend de la localisation tissulaire du parasite. Dans le tissu conjonctif, le recrutement assuré par l'intermédiaire des cellules T «helper» de cellules inflammatoires (macrophages, basophiles, mastocytes et éosinophiles) peut être suffisant en présence des anticorps sensibilisants appropriés (IgE et IgG) ou du complément, pour générer toute une série de médiateurs toxiques dont plusieurs exercent un effet préjudiciable direct sur le tégument ou la cuticule du parasite. Ainsi, les helminthes migrants, immatures, sont probablement éliminés de l'hôte résistant, grâce à une réaction anaphylactique provoquée par des anticorps ou le complément, agissant conjointement avec les cellules inflammatoires (26). Pour les parasites qui restent à l'intérieur de la lumière intestinale, où le contact direct avec les cellules inflammatoires est peu probable, d'autres mécanismes d'expulsion peuvent entrer en jeu. Ainsi, le recrutement de mastocytes et d'éosinophiles vers la muqueuse, assuré par l'intermédiaire des cellules T «helper» (26), est lié à la production de médiateurs lipidiques (31) et éventuellement de radicaux libres susceptibles d'agir directement sur la motilité ou l'orientation du parasite. De plus, les concentrations d'iga spécifique du parasite s'accroissent, ce qui, chez les ovins, est associé au développement d'une résistance à O. circumcincta (26). De même, la fuite de protéines plasmatiques, dont les IgG, vers le mucus superficiel, suite aux modifications de perméabilité dues aux mastocytes de la muqueuse intestinale (35, 26), peut modifier la qualité du mucus superficiel et le rendre capable de piéger et d'éliminer les parasites (24, 28) ou de jouer le rôle de barrière empêchant l'installation des larves de nématodes chez l'hôte immun (29). Le mucus peut aussi conserver les médiateurs lipidiques sécrétés et inhiber ainsi la motilité du parasite (27).

8 322 Les études expérimentales chez la souris (13) et les observations cliniques chez l'homme (22) tendent à confirmer une hypothèse récemment avancée, au terme d'expérimentations chez le rat, selon laquelle il existerait des cellules T régulant la différenciation des cellules caliciformes du revêtement épithélial des muqueuses (26) qui sécrètent le mucus. Etant donné que la densité des cellules caliciformes augmente considérablement dans la muqueuse intestinale lors de l'expulsion des vers, l'augmentation concomitante du mucus pourrait contribuer à éliminer le parasite (27). Il apparaît donc clairement qu'en sécrétant des cytokines, la cellule T «helper» joue un rôle essentiel dans les réponses immunoinflammatoires dirigées contre les parasites, avec pour résultat des effets pouvant être aussi bien bénéfiques que préjudiciables pour l'hôte. Présentation des antigènes et contrôle génétique de la réponse immunitaire aux parasites L'équipement génétique de l'hôte détermine l'issue de la parasitose. Les études sur ce point ont été essentiellement consacrées au rôle du complexe majeur d'histocompatibilité, notamment aux antigènes de surface cellulaire de classe I et II, dont on sait qu'ils provoquent une restriction de la présentation des antigènes aux cellules T. Etant donné que les parasites possèdent une diversité considérable d'antigènes, il n'a pas été facile de distinguer les effets des gènes du complexe majeur d'histocompatibilité de classe II des autres gènes du contexte génétique, susceptibles de réguler les aspects encore mal connus de la réponse protectrice globale. Un certain nombre d'expériences ont cependant montré que les antigènes de surface de classe II du complexe majeur d'histocompatibilité régulent à des degrés variables les réponses aux parasites (23). Ce résultat est intéressant pour l'utilisation future de vaccins sousunitaires car ceux-ci ne contiendraient qu'un ou deux peptides dérivés du parasite et non toute une myriade de peptides qui se présenteraient à la cellule T «helper» par le biais des molécules de surface de classe II du complexe majeur d'histocompatibilité. Lorsque ces dernières sont incapables de fixer ces peptides et de les présenter à la cellule T «helper», il ne se produit aucune réponse immunitaire. Si un peptide est fixé et présenté à un sous-ensemble inapproprié de cellules T «helper», il se peut par contre que l'infection soit exacerbée. Un exemple de nonréponse, liée au complexe majeur d'histocompatibilité, en présence d'un peptide de fusion recombinant à 32 résidus, dérivé de Plasmodium falciparum, a déjà été décrit chez la souris (16). Si ce type de vaccin sous-unitaire était utilisé sur le terrain, les animaux vaccinés ne possédant pas l'haplotype approprié du complexe majeur d'histocompatibilité ne seraient pas protégés. Les gènes codant pour les antigènes de surface de classe II du complexe majeur d'histocompatibilité, ne constituent que l'une des nombreuses sources probables de la variabilité génétique dans les réponses aux parasites. Les études chez la souris ont montré que la production de cellules inflammatoires par la moelle osseuse influe sur l'expulsion de T. spiralis (47). La sélection d'agneaux répondant, à un jeune âge, à un vaccin à base de larves irradiées de Trichostrongylus colubriformis a montré que le développement d'une mastocytose intestinale précoce est lié au phénotype du répondeur (12). Comme on pouvait s'y attendre, étant donné le nombre important de protéines immunogènes, les réponses immunitaires aux parasites sont contrôlées par un certain nombre de gènes, ce dont il faut tenir compte pour la préparation des vaccins sous-unitaires, pour lesquels il pourrait finalement être nécessaire d'utiliser un mélange de peptides pour induire une stimulation maximale des cellules T.

9 323 Absence de réponse aux parasites L'absence de réponse peut être due à trois raisons principales : les facteurs génétiques, l'âge ou certaines conditions induites par le parasite. L'absence de réponse se produit également en cas de malnutrition de l'hôte ou d'infection intercurrente. L'absence de réponse liée au facteur génétique a été rapidement évoquée dans la partie précédente, mais il faut ajouter que la sensibilité à un même parasite varie beaucoup d'une espèce à l'autre. Ainsi, les ovins sont extrêmement sensibles à Fasciola hepatica tandis que les bovins développent une résistance au parasite (Pfister ; Soulsby ; communications non publiées). L'absence de réponse chez le jeune animal, et chez la femelle au cours de la période précédant et suivant la mise bas, constitue un aspect des helminthoses qui n'est pas dépourvu d'implications pour le contrôle biologique du parasitisme. L'absence de réponse dans le second cas dépend vraisemblablement de la production d'hormones immuno-suppressives liées à la lactation. L'incapacité des jeunes veaux et des jeunes agneaux à développer une résistance à l'ostertagiose, à l'hémonchose ou à la trichostrongylose est par contre difficile à comprendre car les agneaux encore très jeunes peuvent réagir à une infestation par Nematodirus battus (Soulsby, communication non publiée). Différentes hypothèses ont été avancées pour expliquer le mécanisme de cette résistance, dont le développement éventuel d'une immunotolérance chez les agneaux nés de mères infestées (Soulsby, communication non publiée). Le parasite lui-même peut enfin développer des mécanismes lui permettant d'éviter ou de supprimer la réponse immunitaire de l'hôte. Il est possible que les nématodes évitent la réponse immunitaire grâce à leur pouvoir d'excréter ou de sécréter des molécules à activité suppressive qui réduisent la réponse inflammatoire. Un exemple en a été décrit chez la souris chez qui Nematospiroides dubius, nématode intestinal, supprime apparemment l'inflammation (3). De nombreux helminthes perdent des antigènes de surface et des ligands provenant de la réponse immunitaire de l'hôte sont également libérés (39). Les produits ES contiennent par ailleurs des molécules qui modulent les fonctions des lymphocytes, des macrophages et des polynucléaires (25). Certains de ces produits ES sont protéolytiques et séparent les immunoglobulines fixées à la surface du parasite, ce qui évite les effets à médiation cellulaire ou sous la dépendance du complément, susceptibles d'être préjudiciables à la membrane (8). IMMUNOPRÉVENTION Des larves dont le pouvoir infestant a été atténué par irradiation peuvent conférer une protection notable aux animaux de laboratoire et aux hôtes naturels du parasite alors qu'une telle protection n'est pas obtenue avec des larves non irradiées. Cela est vrai, par exemple, pour les filaires : des infestations répétées par des larves non atténuées ne produisent qu'une faible protection, ou même ne protègent pas, alors que 3 à 5 doses de larves atténuées peuvent induire une protection dans 75 % des cas (10). Jusqu'à présent, l'approche commerciale la plus fructueuse de la vaccination contre les parasitoses a été l'utilisation de vaccins vivants atténués. La vaccination contre les infestations à Dictyocaulus viviparus chez les bovins et à Ancylostomum caninum chez le chien repose sur l'utilisation de larves irradiées qui provoquent une

10 324 infection stérile de durée limitée (45, 30). Le vaccin contre D. viviparus est un succès sur le plan commercial, mais les problèmes de commercialisation, dont la durée de conservation du vaccin et l'utilisation continue d'anthelminthiques par les vétérinaires, compromettent le succès du vaccin contre A. caninum (30). Des vaccins vivants atténués sont actuellement employés contre la babésiose et la coccidiose (36) ainsi que contre Theileria annulata mais, malgré la bonne immunité conférée, un certain nombre de considérations commerciales et sanitaires limitent les perspectives à long terme de ces vaccins (36). Parmi celles-ci, il faut citer : 1. la courte durée de conservation des vaccins atténués, 2. l'instabilité possible du caractère génétique de l'atténuation, avec le risque de voir apparaître des sujets porteurs parmi les animaux vaccinés, 3. le risque d'introduction dans les vaccins d'agents pathogènes contaminants, et 4. le mauvais rapport financier des vaccins atténués, dont la protection par brevet pose des problèmes (36). Compte tenu de ces inconvénients, l'industrie pharmaceutique vétérinaire s'est orientée vers les vaccins moléculaires, qui peuvent être protégés par brevet et qui présentent moins d'inconvénients que les vaccins vivants atténués (36). Le premier vaccin moléculaire contre les helminthoses qui s'annonce prometteur s'adresse à T. ovis, cestodose pour lequel un vaccin peptidique recombinant, qui s'est montré efficace chez les ovins, a été mis au point (voir l'article de Lightowlers dans ce numéro). Rares sont pourtant les publications qui laissent entrevoir un succès rapide pour les vaccins moléculaires contre les nématodes, mais des études sont en cours en Australie, au Royaume-Uni et aux Etats-Unis pour produire des vaccins recombinants contre H. contortus, T. colubriformis et T. spiralis. L'une des approches adoptées est le clonage d'antigènes immunodominants, appelés protecteurs, bien qu'il reste encore à les identifier clairement. Une autre stratégie est de sélectionner des polypeptides en principe non reconnus par l'hôte ; des essais de vaccination reposant sur un antigène intestinal de nématode, la contortine, provenant de H. contortus ont permis d'assurer une bonne protection chez des agneaux (33). L'avantage de ce nouveau vaccin est que l'antigène choisi est vraisemblablement très bien conservé et donc présent chez d'autres nématodes, contrairement aux antigènes protecteurs immunodominants qui ne sont pas nécessairement communs aux différentes espèces (36). L'inconvénient serait cependant que l'immunité contre les antigènes immunosilencieux n'est pas stimulée lors d'infestation, l'hôte devant finalement être revacciné s'il ne développe pas une immunité naturelle contre les antigènes protecteurs immunodominants. A long terme, il est probablement plus avantageux de ne pas conférer d'immunité stérile, car cela réduit la pression de sélection des souches résistantes (36). Des bovins ont été immunisés et partiellement protégés par des protéines purifiées de B. bovis. Un polypeptide dont le poids moléculaire est de a été obtenu par purification à partir d'érythrocytes parasités par B. bovis, ce qui, dans des études sur l'effet protecteur, a conduit à des résultats encourageants (51). La protection contre T. gondii a également été obtenue chez des animaux de laboratoire en utilisant des protéines de surface, dont on peut à présent cloner les gènes (7). De même, les antigènes des sporozoïtes d'eimeria induisent une bonne immunité chez les jeunes poulets de chair (36) mais aucune publication ne fait état de perspectives de clonage de ces antigènes.

11 325 Etant donné que les vaccins sous-unitaires constituent à long terme la meilleure approche pour lutter contre les maladies parasitaires internes du bétail, il reste à trouver les modalités d'administration les moins onéreuses et les plus sûres. Les vaccins sousunitaires expérimentaux sont actuellement administrés sous forme d'au moins deux injections, généralement avec un adjuvant, ce qui ne serait pas acceptable sur le terrain. Des progrès ont cependant été réalisés dans le domaine des adjuvants, plusieurs formulations non toxiques mais relativement puissantes ayant été commercialisées. Parmi celles-ci on trouve le complexe immunostimulant (ISCOM) qui est une forme de liposome de haute technologie (36) et le SAF 1, de Syntex, qui comporte le constituant actif de l'adjuvant complet de Freund ainsi qu'un polymère tensioactif (1) ; l'efficacité des deux adjuvants doit cependant encore faire l'objet d'une étude à grande échelle sur le terrain. Une autre approche est l'utilisation de vecteurs à base de vaccins recombinants. A l'heure actuelle, des vecteurs tels que la vaccine, qui ont été largement essayés au laboratoire, ne peuvent toutefois être employés sur le terrain car ils risquent de provoquer des infections mortelles chez les personnes immunodéprimées. La vaccine pourrait en théorie se recombiner avec un autre poxvirus pour donner lieu à un agent pathogène susceptible d'être dangereux (36) et il n'est pas certain que la vaccine produite par génie génétique induira, lorsqu'elle sera suffisamment atténuée, une réponse immunitaire adéquate ou, dans le cas des helminthoses, une réponse appropriée. Cependant, l'avantage des vecteurs viraux est que l'antigène recombinant est présenté dans le contexte du complexe majeur d'histocompatibilité de classe I et/ou II sur les cellules cibles infectées de l'hôte et qu'il est probablement traité et présenté sous sa forme originelle (36). Il est également possible de modifier le vecteur en incluant des gènes de l'hôte, en l'occurrence celui de l'interleukine 2 (40), ce qui permet d'induire localement une réactivité des cellules T et d'abaisser le pouvoir pathogène de la vaccine. Il a été montré chez des animaux d'élevage que ceux-ci répondaient bien au virus recombinant de la vaccine, dans lequel une hémagglutinine du virus de l'influenza du porc avait été clonée (6). Il est par conséquent opportun à présent de rechercher si des recombinants similaires, dans lesquels des gènes parasitaires ont été incorporés, pourraient conférer la protection nécessaire. Il est évident que d'autres systèmes de vecteurs, notamment ceux qui assurent une immunisation par voie intestinale, pourraient être plus efficaces pour stimuler le système immunitaire de l'intestin contre les parasites intestinaux. Des travaux sont actuellement en cours pour rechercher si Salmonella spp., privé de sa virulence par élimination des plasmides de virulence, peut exprimer des gènes helminthiques et induire des réponses immunitaires locales contre ceux-ci (D. Baird, communication personnelle). CONCLUSIONS L'avènement des anticorps monoclonaux, des techniques complexes de fractionnement des protéines et de la biologie moléculaire a révolutionné les approches du diagnostic et de l'immunoprévention des parasitoses. Dans les dix ans à venir, on devrait disposer de techniques de diagnostic hautement spécifiques pour de nombreuses parasitoses ayant un retentissement économique. Il est aussi probable que des vaccins sous-unitaires sophistiqués seront commercialisés, au moins pour

12 326 certaines des principales parasitoses. Malheureusement, il est très vraisemblable que seuls seront mis sur le marché les vaccins les plus rentables et il n'est pas certain que des maladies telles que la theilériose et la trypanosomose, si importantes dans les régions tropicales, susciteront autant d'intérêt. REMERCIEMENTS Je tiens à remercier tout particulièrement le Docteur P.K. Murray qui m'a permis d'accéder, avant publication, à son article sur les vaccins moléculaires contre les parasitoses animales. * BIBLIOGRAPHIE 1. ALLISON A.C. & BYARS N.E. (1986). - An adjuvant formulation that selectively elicits the formation of antibodies of protective isotypes and of cell-mediated immunity. J. Immunol. Methods, 95, ARAUJO F.G. & REMINGTON J.S. (1980). - Antigenemia in recently acquired acute toxoplasmosis. J. infect. Dis., 141, BEHNKE J.M. & ROBINSON M. (1985). - Genetic control of immunity to Nematospiroides dubius: a 9-day anthelmintic abbreviated immunizing regime which separates weak and strong responder strains of mice. Parasite Immunol., 7, BOULARD C., BOUVRY M. & ARGENTE G. (1985). - Comparison of the detection of foci of fascioliasis by the ELISA test on milk and serum and by coproscopy. Annls Rech. vét., 16, BOULARD C, ARGENTE G. & HILLION E. (1988). - Hypodermose bovine. 1. Description et incidence économique. Point vét., 20, BOLYE D.G., COUPAR B.E.H., PARSONSON I.M., BAGUST T.J. & BOTH G.W. (1986). - Responses of cattle, sheep and poultry to a recombinant vaccinia virus expressing a swine influenza haemagglutinin. Res. vet. Sci., 41, BURG J.L., PERELMAN D., KASPER L.H., WARE P.L. & BOOTHROYD J.C. (1988). - Molecular analysis of the gene encoding the major surface antigen of Toxoplasma gondii. J. Immun., 141, CHAPMAN C.B. & MITCHELL G.F. (1982). - Proteolytic cleavage of immunoglobulin by enzymes released by Fasciola hepatica. Vet. Parasit., 11, CHERWINSKI H.M., SCHUMACHER J.H., BROWN K.D. & MOSMANN T.R. (1987). - Two types of mouse helper T cell clone. III. Further differences in lymphokine synthesis between Th1 and Th2 clones revealed by RNA hybridization, functionally monospecific bioassays, and monoclonal antibodies. J. exp. Med., 166, CHUSATTAYANOND W. & DENHAM D.A. (1986). - Attempted vaccination of jirds (Meriones unguiculatus) against Brugia pahangi with radiation attenuated infective larvae J. Helminth., 60, DAME J.B., MURRELL K.D., WORLEY D.E. & SCHAD G.A. (1987). - Trichinella spiralis: genetic evidence for synanthropic subspecies in sylvatic hosts. Expl Parasit., 64, DINEEN J.K. & WINDON R.G. (1980). - The effect of sire selection on the response of lambs to vaccination with irradiated Trichostrongylus colubriformis larvae. Int. J. Parasit., 10,

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