optimisation de la réponse cellulaire induite par

CINDY BABIN
OPTIMISATION DE LA RÉPONSE CELLULAIRE
INDUITE PAR LES NANOPARTICULES DU PAPMV
FUSIONNÉES À UN ÉPITOPE CTL DU VIRUS
INFLUENZA
Mémoire présenté
à la Faculté des études supérieures et postdoctorales de l’Université Laval
dans le cadre du programme de maîtrise en microbiologie-immunologie
pour l’obtention du grade de Maître ès sciences (M. Sc.)
DÉPARTEMENT DE MICROBIOLOGIE-INFECTIOLOGIE ET
D’IMMUNOLOGIE
FACULTÉ DE MÉDECINE
UNIVERSITÉ LAVAL
QUÉBEC
2012
© Cindy Babin, 2012

II
Résumé
La protéine de capside du virus de la mosaïque de la papaye (PapMV CP)
s’assemble autour d’un ARN simple brin pour former des nanoparticules. Nous avons
montré que ces nanoparticules peuvent être fusionnées à des épitopes peptidiques
permettant le développement d’une réponse immunitaire protectrice. Le C-terminal
de la protéine a été utilisé comme site de fusion dans nos études précédentes.
Récemment, nous avons découvert que des fusions après le résidu 12 ou 187 de la CP
démontrent aussi un potentiel pour fusionner les épitopes d’intérêt. Le but de ce
projet de recherche est de déterminer la capacité d’induire une réponse cellulaire en
utilisant des nanoparticules PapMV CP fusionnées à un épitope cellulaire sur
différents sites de fusion. L’immunisation de souris avec les particules recombinantes
a permis de démontrer qu’une fusion au N-terminus était plus efficace pour induire la
prolifération des lymphocytes T CD8+ spécifiques. De plus, les résultats révèlent que
la multimérisation de la CP sous forme de nanoparticules est un critère requis pour
induire une réponse cellulaire.

III
Avant-Propos
C’est avec la rédaction de ce mémoire que se terminent mes études au
deuxième cycle. Je profite de cette occasion pour remercier les gens qui m’ont
soutenu tout au long de ces deux années. Tout d’abord, un merci tout spécial à mes
parents, Nicole et René, qui, du fin fond de la Gaspésie, m’ont toujours encouragé à
continuer et à voir les choses de façon positive. Merci à mes beaux-parents, Chantale
et Pierre, pour votre écoute et votre gentillesse. Merci de m’avoir considérée comme
votre fille depuis les premiers jours. Une mention spéciale à ma belle-maman
Chantale pour la correction de mon français. Merci à ma grand-maman substitue pour
me laisser participer aux soirées du vendredi et aux séances de magasinage. C’est très
apprécié! Merci à mes deux amours, Antoine et Jade, pour leurs beaux sourires.
Merci à mon amoureux Philippe pour sa patience et son sens de l’humour; deux
qualités qui m’ont permis de passer à travers. Merci à mes amis Christina et Maxime
pour les nombreux soupers du samedi soir.
Un gros merci à tous mes collègues du Centre de recherche en infectiologie et
plus spécialement à mon équipe de recherche. Merci à Annie, Audrey, Caroline,
Claudia, Gervais, Marie, Marie-Christine, Marie-Eve et Marilène pour votre bonne
humeur, votre sens de l’humour et votre entraide. Vous êtes vraiment une équipe de
rêve. Merci également aux anciens membres, principalement Christian et Karine. Un
merci spécial à Gervais pour ses résultats qui ont mené à mon projet de recherche.
Merci à ma co-directrice Nathalie pour m’avoir appris les rudiments de la recherche
et m’avoir conseillé tout au long de ces deux années. Finalement, merci à Denis, mon
directeur de recherche, pour m’avoir accueilli au sein de son équipe et m’avoir
transmis sa passion pour la recherche.
Merci à vous tous!

IV
À toute mon équipe!

V
Table des matières
RÉSUMÉ ............................................................................................................................................ II
AVANT-PROPOS ............................................................................................................................... III
TABLE DES MATIÈRES ........................................................................................................................ V
LISTE DES TABLEAUX ....................................................................................................................... VII
LISTE DES FIGURES ......................................................................................................................... VIII
1. PRINCIPES GÉNÉRAUX DE LA VACCINATION ............................................................................ 1
1.1 HISTORIQUE DU DÉVELOPPEMENT DES VACCINS .................................................................................... 3
1.2 LES DIFFÉRENTS ACTEURS DE LA RÉPONSE IMMUNE ................................................................................ 4
1.2.1 L’immunité innée dirige la réponse immune acquise ....................................................... 4
1.2.2 Les cellules T auxiliaires (TH) ............................................................................................ 6
1.2.3 Les cellules T cytotoxiques (CTL) ...................................................................................... 8
1.2.4 Les anticorps .................................................................................................................... 9
1.3 LES DIFFÉRENTS TYPES DE VACCINS ................................................................................................... 10
1.3.1 Les vaccins composés d’organismes entiers .................................................................. 11
1.3.2 Les vaccins sous-unitaires .............................................................................................. 11
1.3.3 Vaccins à base de pseudo- particules virales ................................................................. 12
2. LES VIRUS VÉGÉTAUX EN VACCINATION ................................................................................ 13
2.1 LA CLASSIFICATION DES VIRUS VÉGÉTAUX ........................................................................................... 14
2.1.1 Les virus hélicoïdaux ...................................................................................................... 15
2.1.2 La famille des Flexiviridea .............................................................................................. 16
2.1.3 Les Potexvirus ................................................................................................................ 17
2.2 LA PROTÉINE DE CAPSIDE DES POTEXVIRUS ........................................................................................ 19
2.2.1 La protéine de capside du PVX ....................................................................................... 19
2.2.2 La protéine de capside du PapMV ................................................................................. 20
2.3 FUSION D’ÉPITOPES D’INTÉRÊT EN VACCINATION ................................................................................. 25
2.3.1 Réponse immunitaire induite par les nanoparticules issues des virus végétaux............ 25
2.3.2 Réponse humorale induite par la PapMV CP ................................................................. 26
2.3.3 Réponse cellulaire induite par la PapMV CP .................................................................. 29
3. HYPOTHÈSES ET OBJECTIFS .................................................................................................... 33
4. MATÉRIEL ET MÉTHODES ....................................................................................................... 34
4.1 CLONAGE .................................................................................................................................... 34
4.1.1 Réactions de polymérases en chaînes (PCR) .................................................................. 35
4.1.2 Criblage des mutants ..................................................................................................... 36
4.2 PRODUCTION DES PROTÉINES RECOMBINANTES DANS E. COLI ................................................................ 37
4.2.1 Induction de la production de protéines ........................................................................ 37
4.2.2 Lyse bactérienne ............................................................................................................ 37
4.2.3 Purification des protéines d’intérêt ................................................................................ 38
4.2.4 Électrophorèse des protéines ......................................................................................... 39
4.2.5 Ultracentrifugation ........................................................................................................ 39
4.2.6 Chimie analytique et microscopie électronique ............................................................. 39
4.3 ANALYSE IN VIVO .......................................................................................................................... 40