Toxo KO: Un vaccin recombinant vivant pour la prévention de la toxoplasmose congénitale de la brebis UMR INRA-Université 0483, Immunologie Parasitaire et Vaccinologie, Biothérapies Anti-infectieuses, 37200 Tours UMR CNRS 5203, INSERM U661, Université de Montpellier 1 et 2, 34094 Montpellier
Toxoplasmose Problème de santé animale et publique Hôte définitif Chat et félidés Oocystes avec sporozoites Eau et végétaux contaminés Hôtes intermédiaires Fœtus infectés Kystes tissulaires avec bradyzoïtes Tachyzoites Passage transplacentaire Brebis et chévres gestantes Conséquences Prévalence / Incidence Traitement/vaccin Avortement Malformations Difficile à déterminer 1.25 millions d agneaux en 2003 (UE) Pas de traitement Pas de vaccin
Génotypes et phénotypes Toxoplasma gondii 3 génotypes principaux génétiquement très proches : Type I: très virulent chez la souris Type II: avirulent chez la souris Type III: virulence intermédiaire Recombinants et atypiques diversité génétique plus importante Recombinants I/III Atypiques: majorité d allèles non retrouvés chez les 3 types
Répartition des génotypes Génotype Prévalence animaux Pathologie humaine Origine géograhique Type I 11 à 70% poulet (Amérique du sud), porc (USA) Toxoplasmose oculaire acquise Type II 80-100% moutons, 85% chat (Europe), poulet (Egypte) Toxoplasmose congénitale, SIDA Europe et Amérique du Nord Type III 80% porcs (USA) 27 à 83% poulet (Amérique du sud) Toxoplasmose congénitale (rare) Type I/III Toxoplasmose oculaire acquise Afrique Amérique du sud Atypique Poulet, chat, cheval (Amérique du sud), moutons (USA) Toxoplasmose sévère immunocompétent Amérique du sud Jaguar Guyane française
Séroprévalence de la toxoplasmose en Europe Animaux Séroprévalence (%) Isolement de parasite Fréquence des kystes Moutons 35,9 + Porcs 6,8 + Chèvre 33,4 + Gibier 55,8 + Chevaux 25,8 + Poulets 10,4 + Bovins 33,6 - (D après Tenter et al., 2000 et Kijlstra et Jongert,2008)
Vaccination contre la toxoplasmose Vaccins vivants atténués S48 (Ovilis, Toxovax) Souche mutante naturelle non persistente, non kystogène Protection contre l avortement chez les brebis (70-80%) (Buxton, 1993) et les chèvres (Chartier et Mallereau, 2001) T263 souche mutante (oocyste négative) non commercialisée Prévention de l excrétion d oocystes chez le chat (Frenkel, 1991) Antigènes particuliers sous forme protéine ou ADN Protéines purifiées : prévention de l excrétion d oocystes chez le chat (Luis Garcia et al, 2007) Cocktail vaccins ADN (Jongert et al., 2007) Protection chez le porc, pas de parasites détectés après challenge. Seuls les vaccins vivants atténués sont validés sur animaux de rente
Construction du ToxoKO Mic1-3KO ToxoVaccine Tachyzoïte RH ORF MIC1 HXGPRT pmic1ko MIC1 Tachyzoïte Mic1KO MIC3 HXGPRT Mic1KO HXGPRT HXGPRT Mic1-3KO ORF MIC3 CAT CAT pmic3ko-2 Délétion des génes MIC1 and MIC3 du tachyzoïte RH par recombinaison homologue (Cérède et al., 2005) Mic1-3KO
Phase Mic1 Mic3 Témoin RH Mic1KO Mic3KO Mic1-3KO (Cérède et al. 2005) Détection par immunofluorescence de MIC1 and MIC3 dans la souche Mic1-3KO
Toxoplasmose congénitale chez la souris Toxoplasmose congénitale Vaccination Mise à la Challenge oral Observation des foetus Fin de la gestation voie ip reproduction (J 11 de gestation) (J 17 de gestation) 0 60 71 77 81 jours Réponses Immunes Fortes réponses cellulaire et humorale Non vaccinées Vaccinées %Fœtus positifs 33.3% 4.6% Survie des nouveaux-nés 60% 100% Charge parasitaire des souriceaux 618 ± 557 56±34 (45%) <25 (55%)
Toxoplasmose congénitale chez la brebis Toxoplasmose congénitale Vaccination 12 brebis par groupe Reproduction 0 2 Challenge oral à mi-gestation 4.5 7 Fin de gestation Mois Evolution de la température après vacination 41 40,5 Témoin Mic1-3KO 40 39,5 39 0 2 3 4 Jours après vaccination
Toxoplasmose congénitale chez la brebis Réponses immunes! Réponses humorale et cellulaire 7 Index de Stimulation 6 5 4 3 2 1 0 Témoin 10 5 MIC1-3KO Témoin 10 5 MIC1-3KO Anticorps sériques anti-t. gondii chez les moutons témoins et vaccinés Réponse proliférative des lymphocytes circulants des moutons après stimulation in vitro avec l extrait de T.gondii
Toxoplasmose congénitale chez la brebis Evolution de la température après infection (C ) Température moyenne ( C) 42 Mic1-3KO Control 41 40 39 38 0 2 4 6 8 10 Jours post-infection Suivi des avortements et naissances des agneaux Groupe gestantes Avortements Protection Précoce (10-15j) tardif Contrôle 10/12 6 4 0% Vacciné 10/12 0 1 90% Poids (kg) à la naissance vacciné > 3 contrôle: <1,5
Toxoplasmose congénitale chez la brebis Présence de kystes chez le mouton? 6 moutons témoins infectés avec 400 oocystes 6 moutons infectés avec 10 5 Toxo KO 0 Moutons témoins Euthanasie Prélèvement des cerveaux Comptage des kystes 2 Bioessai chez la souris mois 70 67 150 300 340 0 50 100 150 200 250 300 350 Nombre de kystes/cerveau Moutons infectés avec 10 5 Toxo-KO : 60 45 105 0 50 100 150 200 250 300 350 Nombre de kystes/cerveau
Toxoplasmose congénitale chez la brebis Infectivité des kystes Toxo KO? Cerveaux des moutons témoins infectés par des oocystes Voie intrapéritoneale Voie orale souris 3 1 2000 4187 4312 6562 souris 3 2 1 1500 1562 2000 0 2000 4000 6000 Kystes/cerveaux 0 2000 4000 6000 Kystes/cerveaux Cerveaux des moutons vaccinés avec 10 5 Toxo-KO Voie intraperitoneale Voie orale souris 5 4 3 2 1 31 94 31 156 62 souris 5 4 3 2 1 Non détecté 0 2000 4000 6000 Kystes/cerveaux 0 2000 4000 6000 Kystes/cerveaux
Toxo KO - Conclusions-Perspectives Toxo KO bonne protection contre l avortement des brebis Réponses immunitaires humorale et cellulaire Vecteur contre d autres pathogènes associés, (Dzierszinski et Hunter, 2008) apicomplexe : Plasmodium, Leishmania, Neospora caninum, Cryptosporidium parvum Bactérie: fièvre Q
UMR INRA-Université 0483, Immunologie Parasitaire et Vaccinologie, Biothérapies Anti-infectieuses, Tours Marie-Noëlle Mévélec Céline Ducournau Alaa Bassuny Ismael I Dimier-Poisson UMR CNRS 5203, INSERM U661, Université de Montpellier 1 et 2, 34094 Montpellier Maryse Lebrun Jean-François Dubremetz Michel Olivier Personnel animalier IASP 311, INRA Centre de Tours