FR2578424A1 - Mutant, vaccinal strains of bacteria, process for producing them and vaccinal preparations containing them - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne des souches mutantes, vaccinantes de bactéries et plus particulièrement de Salmonella, détectables aisément dans des milieux contaminés, ainsi que leurs procédés d'obtention et les préparations vaccinales les contenant. The present invention relates to mutant, vaccinating strains of bacteria and more particularly of Salmonella, easily detectable in contaminated media, as well as their methods of obtaining and the vaccine preparations containing them.
Les Salmonelloses sont des maladies infectieuses, bactériennes, contagieuses, de répartition mondiale, généralement transmissibles entre les animaux et l'homme. Salmonella abortus ovis est pathogène pour les ovins mais pas pour l'homme. Chez les bovins, les deux sérotypes les plus fréquemment isolés actuellement sont
Salmonella typhimurium et Salmonella dublin; ils sont pathogènes pour l'homme. On peut citer encore Salmonella cholerae suis, sérotype présentant une adaptation partielle aux porcins.Salmonellosis are infectious, bacterial, contagious diseases of worldwide distribution, generally transmissible between animals and humans. Salmonella abortus ovis is pathogenic for sheep but not for humans. In cattle, the two most frequently isolated serotypes currently are
Salmonella typhimurium and Salmonella dublin; they are pathogenic to humans. Mention may also be made of Salmonella cholerae suis, a serotype with partial adaptation to pigs.
La prévention de ces maladies repose certes sur des mesures d'hygiène; mais celles-ci sont difficiles, coûteuses à mettre en oeuvre et de portée limitée. L'administration préventive, massive et systématique, d'antibiotiques est à déconseiller: cette pratique fait augmenter l'antibiorésistance des souches sauvages. La vaccination est un moyen de prévention complémentaire des mesures d'hygiène; elle offre une alternative à l'antibioprévention; elle a pour but de réduire la mortalité et la morbidité dues aux septicémies, entérites, pneumonies ou avortements salmonelliques, de limiter le nombre des animaux porteurs de salmonelles et donc de diminuer la fréquence et l'intensité de la contamination salmonellique de l'environnement, de la viande et du lait. The prevention of these diseases is certainly based on hygiene measures; but these are difficult, costly to implement and of limited scope. Preventive, massive and systematic administration of antibiotics is not recommended: this practice increases the antibiotic resistance of wild strains. Vaccination is a means of prevention complementary to hygiene measures; it offers an alternative to antibiotic prevention; its aim is to reduce mortality and morbidity due to septicemia, enteritis, pneumonia or salmonella abortions, to limit the number of animals carrying salmonella and therefore to reduce the frequency and intensity of salmonella contamination of the environment, meat and milk.
Différents types de vaccins ont été décrits. Different types of vaccines have been described.
On connaît des vaccins inactivés, à base de bactéries tuées et d'adjuvants de l'immunité; mais ceux-ci sont peu immunogéniques, d'où la nécessité d'injections répétées entraînant une certaine proportion de réactions allergiques, parfois mortelles. Les vaccins vivants sont plus efficaces et induisent généralement une protection plus durable. Toutefois, les souches totalement avirulentes ne sont pas nettement plus immunogènes que les bactéries tuées; comme apparemment, toute souche vaccinale plus efficace que les vaccins tués a un certain pouvoir pathogène résiduel pour les espèces sensibles, il est nécessaire de pouvoir suivre les bactéries vaccinales chez les individus et les troupeaux et aussi de pouvoir déceler rapidement, économiquement et avec sensibilité la persistance éventuelle de Salmonella vaccinales dans les denrées alimentaires d'origine animales.Inactivated vaccines are known, based on killed bacteria and immunity adjuvants; but these are not very immunogenic, hence the need for repeated injections leading to a certain proportion of allergic reactions, sometimes fatal. Live vaccines are more effective and generally induce more durable protection. However, fully avirulent strains are not significantly more immunogenic than killed bacteria; as apparently any vaccine strain more effective than killed vaccines has a certain residual pathogenic power for sensitive species, it is necessary to be able to follow the vaccine bacteria in individuals and herds and also to be able to detect quickly, economically and with sensitivity possible persistence of Salmonella vaccines in food of animal origin.
Les vaccins vivants décrits à ce jour contiennent des souches qui ne peuvent être décelées et dénombrées simplement au sein d'une population bactérienne nombreuse et complexe, avec un seuil de détection comparable à celui des souches sauvages. Ce dernier point est particulièrement important dans les pays où la législation en vigueur impose, dans l'intérêt des consommateurs, des mesures draconiennes d'hygiène alimentaire vis-à-vis de certaines espèces bactériennes, dont les Salmonella. En effet, les souches vaccinales dont la multiplication est fonction de l'addition de facteurs de croissance donnés dans les milieux de culture usuels présentent, par rapport aux souches sauvages, des exigences culturales supérieures et/ou une réduction de leur vitesse de croissance, ce qui les défavorise nettement lors des opérations d'enrichissement et d'isolement sur milieux sélectifs. The live vaccines described to date contain strains which cannot be detected and counted simply within a large and complex bacterial population, with a detection threshold comparable to that of wild strains. This last point is particularly important in countries where the legislation in force imposes, in the interest of consumers, draconian measures of food hygiene vis-à-vis certain bacterial species, including Salmonella. In fact, the vaccine strains whose multiplication is a function of the addition of growth factors given in the usual culture media present, compared to the wild strains, higher cultural requirements and / or a reduction in their growth rate, this which clearly disadvantages them during enrichment and isolation operations on selective media.
En outre, les souches vaccinales qui sont rendues hypovirulentes simultanément à l'acquisition d'un caractère marqueur, qui sera soit la résistance soit la dépendance à une substance donnée, risquent, si elles redeviennent virulentes par mutations, de perdre en même temps leur caractère marqueur, ce qui supprime la possibilité d'identifier l'origine vaccinale des souches virulentes. In addition, vaccine strains which are made hypovirulent simultaneously with the acquisition of a marker character, which will either be resistance or dependence on a given substance, risk, if they become virulent again by mutations, at the same time lose their character. marker, which removes the possibility of identifying the vaccine origin of virulent strains.
Parmi ces vaccins, on peut citer le vaccin décrit par Meyer. et col. dans: Archiv für Experimentelle Veterinàrmedizin, 1981, volume 34, p. 99 à 104. Il est à base d'une souche mutante de Salmonella dublin dont la multiplication nécessite la présence de streptomycine. Ce vaccin a été utilisé chez les veaux; de fortes doses doivent etre administrées par voie orale quotidiennement pendant 10 jours pour obtenir une protection satisfaisante. Among these vaccines, mention may be made of the vaccine described by Meyer. and col. in: Archiv für Experimentelle Veterinàrmedizin, 1981, volume 34, p. 99 to 104. It is based on a mutant strain of Salmonella dublin whose multiplication requires the presence of streptomycin. This vaccine has been used in calves; large doses should be administered orally daily for 10 days to obtain satisfactory protection.
Un autre vaccin a été décrit par Hoiseth et
Stocker dans Nature, 1981, volume 291, p. 238. La souche vaccinale ne se multiplie qu'en présence de certaines molécules aromatiques et d'histidine. La dépendance visà-vis des molécules aromatiques est liée à l'obtention de l'hypoviru].ence. Ces deux marqueurs ne permettent pas l'isolement direct et sensible en même temps que le dénombrement de la souche vaccinale à partir de prélèvements naturellement contaminés.Another vaccine has been described by Hoiseth and
Stocker in Nature, 1981, volume 291, p. 238. The vaccine strain only multiplies in the presence of certain aromatic molecules and histidine. The dependence on aromatic molecules is linked to obtaining hypoviru] .ence. These two markers do not allow direct and sensitive isolation at the same time as the enumeration of the vaccine strain from naturally contaminated samples.
Une autre souche vaccinale a été partiellement décrite par Meyer et col. dans Monatshefte für Veterinärmedizin, 1980, volume 35, p. 405 à 410. Les deux caractères de dépendance vis-à-vis e métabolites sont aussi des marqueurs obtenus au cours de l'obtention de l'hypovirulence, et qui ne permettent pas l'isolement direct de la souche vaccinale. Another vaccine strain has been partially described by Meyer et al. in Monatshefte für Veterinärmedizin, 1980, volume 35, p. 405 to 410. The two characters of dependence on the metabolites are also markers obtained during the obtaining of hypovirulence, and which do not allow the direct isolation of the vaccine strain.
Enfin, des souches mutantes de Salmonella abortus ovis ont été décrites dans FR-A-2.464.300. Ces souches sont des souches réverses de souches dépendant de la présence de streptomycine, porteuses de deux mutations. Finally, mutant strains of Salmonella abortus ovis have been described in FR-A-2,464,300. These strains are reverse strains of strains dependent on the presence of streptomycin, carrying two mutations.
La première, la souche dépendante, est obtenue par culture d'une souche sauvage sur un milieu contenant de la streptomycine; la seconde, la souche réverse, est obtenue par ensemencement et culture de la souche dépendante sur un milieu sans streptomycine. La souche vaccinale ainsi obtenue ne porte pas de marqueur permettant son isolement aisé à partir d'une population bactérienne complexe.The first, the dependent strain, is obtained by culture of a wild strain on a medium containing streptomycin; the second, the reverse strain, is obtained by seeding and culture of the dependent strain on a medium without streptomycin. The vaccine strain thus obtained does not carry a marker allowing its easy isolation from a complex bacterial population.
La présente invention n'a pas les inconvénients mentionnés précédemment. D'une part, bien qu'étant de virulence atténuée, les souches bactériennes mutantes vaccinantes, selon l'invention, ont un pouvoir immunogène tel qu'elles permettent un protocole vaccinal simple. De plus, grâce à un marquage particulier de ces souches vaccinantes, qui leur confère des caractères spécifiques permettant leur sélection, appelés caractères marqueurs/sélecteurs, leur seuil de détection par ensemencement direct sur milieu de culture sélectif est faible, quelque soit l'échantillon étudié, même riche en contaminants divers et/ou en souches sauvages du même type que celui dont sont issues les souches vaccinantes.En effet, même si la multiplication des bactéries vaccinales est moins rapide que celle des bactéries sauvages, leur isolement sélectif permettant en même temps leur identification et leur numération peut être obtenu sans enrichissement préalable, par ensemencement direct et culture sur un milieu suffisamment sélectif, choisi en tenant compte du marquage des souches vaccinantes caractéristiques de l'invention, et éventuellement des propriétés de la souche dont sont issues ces souches vaccinantes. Enfin, comme cet isolement sélectif des souches vaccinantes ne repose pas sur des marqueurs liés au mode d'obtention de l'hypovirulence, on pourra surveiller efficacement l'absence ou l'éventuelle survenue d'une réversion vers la virulence. The present invention does not have the drawbacks mentioned above. On the one hand, although being of attenuated virulence, the mutant vaccinating bacterial strains, according to the invention, have an immunogenic power such that they allow a simple vaccine protocol. In addition, thanks to a specific labeling of these vaccine strains, which gives them specific characters allowing their selection, called marker / selector characters, their detection threshold by direct seeding on selective culture medium is low, whatever the sample studied. , even rich in various contaminants and / or in wild strains of the same type as that from which the vaccine strains originate. Indeed, even if the multiplication of vaccine bacteria is less rapid than that of wild bacteria, their selective isolation allows at the same time their identification and their numbering can be obtained without prior enrichment, by direct seeding and culture on a sufficiently selective medium, chosen taking into account the marking of the vaccinating strains characteristic of the invention, and possibly the properties of the strain from which these strains are derived. immunizing. Finally, as this selective isolation of the vaccine strains is not based on markers linked to the mode of obtaining hypovirulence, we can effectively monitor the absence or possible occurrence of a reversion to virulence.
Dans ce qui suit, on se réfère uniquement aux
Salmonella, mais le procédé d'obtention de souches bactériennes vaccinantes, c'est-à-dire utiles pour vacciner les animaux contre ces bactéries et donc immunogènes et hypovirulentes, porteuses en outre d'au moins un marqueur chromosomique différent de ceux obtenus lors de l'introduction de l'hypovirulence, et permettant l'identification des bactéries après isolement et aussi leur détection sensible et quantitative par culture directe sur milieu sélectif approprié, peut s'appliquer avantageusement à l'obtention d'autres souches vaccinantes bactériennes et les souches mutantes alors obtenues, ainsi que les vaccins qui les contiennent, sont un autre objet de l'invention.Parmi ces bactéries, on peut citer:
Escherichia, Pasteurella, Listeria, Corynebacterium et Mvcobacterium. In what follows, we only refer to
Salmonella, but the process for obtaining vaccinating bacterial strains, that is to say useful for vaccinating animals against these bacteria and therefore immunogenic and hypovirulent, further carrying at least one chromosomal marker different from those obtained during the introduction of hypovirulence, and allowing the identification of bacteria after isolation and also their sensitive and quantitative detection by direct culture on an appropriate selective medium, can advantageously be applied to obtaining other bacterial vaccine strains and the strains mutants then obtained, as well as the vaccines which contain them, are another object of the invention. Among these bacteria, there may be mentioned:
Escherichia, Pasteurella, Listeria, Corynebacterium and Mvcobacterium.
Les bactéries de l'invention sont immunogènes et hypovirulentes, ce qui signifie qu'elles peuvent être utilisés comme souches vaccinantes; leur administration entraîne une bonne protection des animaux contre les infections par des souches virulentes, sans effets secondaires importants. Elles comportent au moins un caractère marqueur, qui permettra leur sélection. The bacteria of the invention are immunogenic and hypovirulent, which means that they can be used as vaccine strains; their administration results in good protection of animals against infections by virulent strains, without significant side effects. They include at least one marker character, which will allow their selection.
Ces caractères marqueurs/sélecteurs peuvent être une résistance à des agents inhibiteurs de la croissance des bactéries, comme certains antibactériens, antibiotiques ou substances toxiques, vis-à-vis desquels peuvent être sélectionnées des résistances chromosomiques sans effets finalement incompatibles avec l'immunogénicité et l'hypovirulence de la souche. On préfère une résistance chromosomique, car une résistance plasmidique est relativement instable et pourrait être transmise à d'autres bactéries. On évite les résistances chromosomiques vis-à-vis d'antibactériens éventuellement utilisables dans le traitement ou la prévention des bactéries du type parental, ou vis-à-vis de substances appartenant aux familles des désinfectants et/ou antiseptiques. On choisira, en particulier, les résistances que l'on rencontre rarement chez les bactéries sauvages.Par ailleurs, l'homme du métier choisira parmi les antibactériens disponibles ceux qui,pour la bactérie en cause,donneront une diminution de la virulence sans perte importante des propriétés immunogéniques. Parmi les antibiotiques susceptibles de convenir on peut citer les béta-lactamines, par, exemple pénicilline , ampicilline, céfalotine; les céphalosporines; les aminosides, par exemple streptomycine, gentamicine; les tétracyclines; les macrolides comme l'érythromycine; les rifamycines, comme la rifampicine; les quinolones, comme l'acide nalidixique ou la fluméquine; les isoniazides; l'acide fusidique; le chloramphénicol; la fosfomycine; la tétracalne; le crital violet ou l'azoture de sodium.Pour les Salmonella, on préfère tout particulièrement l'acide nalidixique ou l'azoture de sodium. These marker / selector characters can be resistance to agents inhibiting the growth of bacteria, such as certain antibacterials, antibiotics or toxic substances, against which chromosomal resistances can be selected without effects which are ultimately incompatible with immunogenicity and hypovirulence of the strain. Chromosomal resistance is preferred because plasmid resistance is relatively unstable and could be transmitted to other bacteria. Chromosomal resistance to antibacterials which may be used in the treatment or prevention of bacteria of the parental type is avoided, or to substances belonging to the families of disinfectants and / or antiseptics. In particular, the resistances that are rarely encountered in wild bacteria will be chosen. In addition, those skilled in the art will choose among the available antibacterials those which, for the bacteria in question, will give a reduction in virulence without significant loss. immunogenic properties. Among the antibiotics which may be suitable, mention may be made of beta-lactams, for example penicillin, ampicillin, cefalotin; cephalosporins; aminoglycosides, for example streptomycin, gentamicin; tetracyclines; macrolides such as erythromycin; rifamycins, such as rifampicin; quinolones, such as nalidixic acid or flumequin; isoniazids; fusidic acid; chloramphenicol; fosfomycin; the tetracalne; crital violet or sodium azide. For Salmonella, nalidixic acid or sodium azide is particularly preferred.
Bien qu'un facteur de sélection soit dans la plupart des cas, suffisant pour distinguer les bactéries selon l'invention dans un prélèvement peu contaminé, on préfère disposer d'au moins deux marqueurs/sélecteurs afin d'assurer en une seule étape la détection, l'identification et la numération des bactéries vaccinales de l'invention, à partir de prélèvements contenant de nombreuses bactéries de diverses espèces. On choisit ces marqueurs/sélecteurs pour que le seuil de détection de la souche vaccinale par ensemencement direct sur milieu solide contenant les concentrations appropriées des facteurs de sélection soit très faible. Un enrichissement dans un milieu liquide contenant les concentrations appropriées des sélecteurs, effectué avant ensemencement sur milieu sélectif solide, n'est pas indispensable mais reste une modalité réalisable parallèlement avec l'ensemencement direct.Parmi les couples de marqueurssélecteurs, on préfère celui constitué de l'acide nalidixique et de l'azoture de sôdiumpour les Salmonella. Although a selection factor is in most cases sufficient to distinguish the bacteria according to the invention in a sample with little contamination, it is preferable to have at least two markers / selectors in order to ensure detection in a single step , the identification and the counting of the vaccine bacteria of the invention, from samples containing numerous bacteria of various species. These markers / selectors are chosen so that the detection threshold for the vaccine strain by direct seeding on solid medium containing the appropriate concentrations of selection factors is very low. Enrichment in a liquid medium containing the appropriate concentrations of selectors, carried out before inoculation on solid selective medium, is not essential but remains a modality achievable in parallel with direct inoculation. Among the pairs of marker selectors, we prefer that consisting of l nalidixic acid and sodium azide for Salmonella.
On préfère ajouter les caractères marqueurs héréditaires à des bactéries rendues préalablement hypovirulentes et qui sont toujours de bons agents immunogènes. Ces dernières peuvent être obtenues par un procédé connu dit de réversion de la dépendance à un antibactérien. Ce procédé a déjà été appliqué à la préparation de souches vaccinales et notamment à des
Salmonella abortus ovis, comme il est décrit dans FR-A2.464.300 en utilisant la streptomycine.Mais, les conditions opératoires de ce procédé de reversion ne sont pas générales; elles doivent être adaptées par le spécialiste à l'espèce bactérienne considérée, et en outre, on obtient une popul.ation de souches réverses qui sont hétérogènes en ce qui concerne à la fois leur hypovirulence, leur immunogénicité et leur sensibilité à la streptomycine et aux autres aminosides; aussi la sélection de la souche mutante convenable est importante.It is preferable to add the hereditary marker characters to bacteria made previously hypovirulent and which are always good immunogenic agents. These can be obtained by a known process known as reversing dependence on an antibacterial. This process has already been applied to the preparation of vaccine strains and in particular to
Salmonella abortus ovis, as described in FR-A2.464.300 using streptomycin. However, the operating conditions of this reversion process are not general; they must be adapted by the specialist to the bacterial species considered, and in addition, a population of reverse strains is obtained which are heterogeneous as regards both their hypovirulence, their immunogenicity and their sensitivity to streptomycin and to other aminoglycosides; therefore the selection of the suitable mutant strain is important.
Ainsi, dans le cas d'une recherche de souches réverses convenables à partir d'un clone dépendant de Salmonella dublin, près de la moitié des souches réverses isolées avaient une virulence encore trop élevée pour être des souches vaccinantes acceptables.Thus, in the case of a search for suitable reverse strains from a clone dependent on Salmonella dublin, almost half of the isolated reverse strains had a virulence still too high to be acceptable vaccine strains.
Comme antibactériens dans ce procédé de réversion, on peut utiliser les antibiotiques et autres substances toxiques des bactéries, cités précédemment comme utilisable à l'introduction d'un caractère marqueur/sélecteur, selon l'invention. Il est bien entendu que l'antibactérien qui sera choisi pour l'obtention de souches mutantes hypovirulentes et immunogènes par le procédé de "réversion" doit être nettement différent de celui qui sera utilisé pour introduire tout caractère marqueur/sélecteur dans la souche bactérienne selon l'invention. Dans le cas des
Salmonella, les aminosides et particulièrement la streptomycine permettent d'obtenir lors des mutations du procédé de "réversion" un spectre de virulence convenant particulièrement bien. As antibacterials in this reversion process, it is possible to use antibiotics and other toxic substances from bacteria, mentioned above as usable for the introduction of a marker / selector character, according to the invention. It is understood that the antibacterial which will be chosen for obtaining hypovirulent and immunogenic mutant strains by the "reversion" process must be clearly different from that which will be used to introduce any marker / selector character into the bacterial strain according to the 'invention. In the case of
Salmonella, the aminoglycosides and in particular streptomycin make it possible to obtain, during mutations of the "reversion" process, a virulence spectrum which is particularly suitable.
Ilest possible d'utiliser les clones bactériens ayant subi une faible réduction de leur virulence, et de chercher au cours d'étapes ultérieures à réduire encore leur virulence avec adjonction ou non de marqueurs permettant, après isolement, de distinguer les souches obtenues des souches sauvages. L'autre possibilité, préférée, est de s' assurer d'emblée de l'acceptabilité sur le plan vaccinal de certaines souches et ensuite de les marquer en modifiant le moins possible leur virulence et leur immunogénicité, en choisissant comme marqueurs/s-électeurs, ceux facilitant à la fois l'isolement, l'identification et la numération des souches vaccinales. It is possible to use bacterial clones having undergone a slight reduction in their virulence, and to seek in subsequent steps to further reduce their virulence with or without the addition of markers allowing, after isolation, to distinguish the strains obtained from the wild strains. . The other, preferred, possibility is to immediately ensure the vaccine acceptability of certain strains and then to mark them by modifying as little as possible their virulence and their immunogenicity, by choosing as markers / s-voters , those that facilitate the isolation, identification and counting of vaccine strains.
Un autre objet de l'invention est un procédé d'obtention de souches de bactéries hypovirulentes et immunogènes, vaccinantes et porteuses d'au moins un marqueur héréditaire pouvant servir de sélecteur. Ce procédé consiste notamment à obtenir des souches de bactéries résistantes à un antibactérien par culture de souches hypovirulentes et immunogènes, et non résistantes sur un milieu comportant cet antibactérien à une concentration telle que puissent être isolées des colonies de bactéries mutantes ,résistantes à cet antibactérien. Another subject of the invention is a process for obtaining strains of hypovirulent and immunogenic bacteria, vaccinating and carrying at least one hereditary marker which can serve as a selector. This process consists in particular in obtaining strains of bacteria resistant to an antibacterial by culture of hypovirulent and immunogenic strains, and not resistant on a medium comprising this antibacterial at a concentration such that colonies of mutant bacteria, resistant to this antibacterial can be isolated.
Après clonage, sont retenues les souches ayant le niveau de virulence et d'immunogénicité le moins modifié. Selon un aspect de l'invention, les souches hypovirulentes et immunogènes sont des souches mutantes, préalablement obtenues par un procédé de "réversion", mais toute autre souche bactériennes suffisamment immunogénique et peu virulente pourrait être utilisée, quelque soit son procédé d'obtention.After cloning, the strains with the least modified level of virulence and immunogenicity are retained. According to one aspect of the invention, the hypovirulent and immunogenic strains are mutant strains, previously obtained by a "reversion" method, but any other bacterial strain sufficiently immunogenic and weakly virulent could be used, whatever its method of obtaining.
Dans le cas où on choisit d'introduire aussi un second marqueur sélecteur pour faciliter l'isolement quantitatif direct des bactéries vaccinales à partir de divers milieux contaminés, le procédé de l'invention comprend une étape supplémentaire, à savoir la culture des clones précédemment choisis sur un milieu comportant un autre antibactérien, de structure et de mécanisme d'action suffisamment différents de ceudqutiigseseSdans les étapes précédentes, et en quantité suffisante pour que puissent être isolées des bactéries mutantes résistantes à cet autre antibactérien. Après clonage, sont retenues les souches ayant conservé le premier caractère marqueur et de même niveau de virulence et d'immunogénicité. In the case where it is chosen to also introduce a second selector marker to facilitate the direct quantitative isolation of the vaccine bacteria from various contaminated media, the method of the invention comprises an additional step, namely the culture of the clones previously chosen on a medium comprising another antibacterial, of structure and mechanism of action sufficiently different from ceudqutiigseseSdans the previous steps, and in sufficient quantity so that mutant bacteria resistant to this other antibacterial can be isolated. After cloning, the strains having retained the first marker character and of the same level of virulence and immunogenicity are retained.
On a constaté dans certains cas que l'ordre d'utilisation des antibactériens utilisés pour modifier la virulence ou marquer les souches est à prendre en considération en même temps que la nature de ces antibactériens afin d'aboutir à des souches convenables comme agents vaccinaux et il est préférable d'effectuer des expériences préliminaires pour déterminer quel est l'ordre le meilleur pour un couple donné. It has been found in certain cases that the order of use of the antibacterials used to modify the virulence or to mark the strains is to be taken into consideration at the same time as the nature of these antibacterials in order to arrive at suitable strains as vaccine agents and it is best to perform preliminary experiments to determine which order is best for a given couple.
Comme souche parentale, on utilise de préférence des souches sensibles aux antibiotiques habituell.ement utilisés contre les bactéries de la même espèce, en particulier celles ne comportant pas d'antibiorésistance à support plasmidique, pour éviter une éventuelle dissémination de ce caractère par l'administration du vaccin. Parmi les souches sauvages, on préfère les souches fortement immunogéniques et virulentes, et spécialement celles portant en outre une particularité présente sur une minorité de souches sauvages. As parental strain, use is preferably made of strains sensitive to the antibiotics usually used against bacteria of the same species, in particular those not containing antimicrobial resistance with plasmid support, in order to avoid possible dissemination of this trait by administration. of the vaccine. Among wild strains, highly immunogenic and virulent strains are preferred, and especially those carrying, moreover, a characteristic present on a minority of wild strains.
Parmi les Salmonella, on peut utiliser notamment les Salmonella tvphimurium, Salmonella dublin, particulièrement utiles pour préparer un vaccin bovin, ou les Salmonella abortus ovis pour préparer un vaccin pour les ovins; on préfère les Salmonella dublin pour les bovins; les vaccins vivant s mixte s contenant des souches provenant de plusieurs sérotypes sontjun autre objet de l'invention. Among the Salmonella, there may be used in particular the Salmonella tvphimurium, Salmonella dublin, which are particularly useful for preparing a bovine vaccine, or the Salmonella abortus ovis for preparing a vaccine for sheep; Salmonella dublins are preferred for cattle; mixed live vaccines containing strains from several serotypes are another object of the invention.
Les milieux de culture utilisés dans les différentes étapes du procédé de l'invention sont ceux connus pour convenir au développement des colonies bactériennes de l'espèce considérée, auxquels on ajoute selon les étapes les agents antibiotiques ou antibactériens appropriés. Dans le cas des Salmonella, on utilise notamment un milieu gélose-trypticase-soja, commercialisé par BioMérieux, (Lyon, France). The culture media used in the various stages of the process of the invention are those known to be suitable for the development of bacterial colonies of the species considered, to which the appropriate antibiotic or antibacterial agents are added according to the stages. In the case of Salmonella, an agar-trypticase-soy medium is used in particular, marketed by BioMérieux, (Lyon, France).
Pour l'obtention de l'hypovirulence, on préfère utiliser un antibiotique du groupe des aminosides, particulièrement la streptomycine. La streptomycine est introduite dans le milieu de culture en quantité supérieure à la concentration minimale inhibitrice des souches sauvages porteuses de plasmides de résistance et à une concentration comprise entre 5 et 2000 pg/ml, de préférence à raison de 500 ,ug/ml de streptomycine. For obtaining hypovirulence, it is preferred to use an antibiotic from the group of aminoglycosides, particularly streptomycin. Streptomycin is introduced into the culture medium in an amount greater than the minimum inhibitory concentration of wild strains carrying resistance plasmids and at a concentration of between 5 and 2000 pg / ml, preferably at a rate of 500, ug / ml of streptomycin .
Pour l'obtention de marqueurs utiles à titre de sélecteurs, les antibactériens choisis sont introduits dans les milieux de culture à une concentration au moins égale à la concentration minimale inhibitrice pour les souches sauvages de l'espèce considérée. Pour les
Salmonella, on préfère l'acide nalidixique auquel peu de
Salmonella sauvages sont résistantes, et l'azoture de sodium auquel aucune Salmonella sauvage n'est résistante; le premier est introduit dans le milieu de culture à une concentration comprise entre 5 et 1000 pg/ml, le second entre 50 et 1500 pg/ml.To obtain useful markers as selectors, the selected antibacterials are introduced into the culture media at a concentration at least equal to the minimum inhibitory concentration for the wild strains of the species considered. For the
Salmonella, nalidixic acid is preferred to which little
Wild Salmonella are resistant, and sodium azide to which no wild Salmonella is resistant; the first is introduced into the culture medium at a concentration between 5 and 1000 pg / ml, the second between 50 and 1500 pg / ml.
A chacune des étapes du procédé, on sélectionnera et classera les bactéries qui ont acquis les caractéristiques recherchées, qui se multiplient rapidement sur le milieu de culture et conservent les caractères acquis. At each stage of the process, the bacteria which have acquired the desired characteristics will be selected and classified, which multiply rapidly on the culture medium and retain the acquired characteristics.
L'étude de la virulence résiduelle, tant des
Salmonella dites réverses que des Salmonella réverses et marquées, peut être effectuée à l'aide de souris, préalablement inoculées avec les souches de Salmonella à étudier; on utilise de préférence l'inoculation sous cutanée plantaire d'environ 106 bactéries viables par animal.. On compare la virulence des souches mutantes et de la souche parentale, en étudiant le poids de la rate des souris et le nombre de Salmonella viables par rate, 6 jours après l'injection d'épreuve.The study of residual virulence, both of
So-called reverse Salmonella as reverse and labeled Salmonella can be carried out using mice, previously inoculated with the Salmonella strains to be studied; the plantar subcutaneous inoculation of approximately 106 viable bacteria per animal is preferably used. The virulence of the mutant strains and of the parental strain is compared, by studying the weight of the spleen of the mice and the number of viable Salmonella per spleen , 6 days after the test injection.
L'étude de 1 'immunogénicité peut être aussi effectuée chez la souris. On vaccine les animaux par une injection à chaque animal de 106 bactéries de la souche à étudier en solution dans 0,2 ml de sérum physiologique, par voie sous-cutanée dorsale. Sur un lot de souris vaccinées, on étudie au bout d'un mois la persistance des bactéries vaccinales dans la rate et le foie. Un autre lot reçoit une injection d'épreuve d'une souche virulente de Salmonella par voie sous-cutanée plantaire et 6 jours après, on détermine le nombre de Salmonella présentes dans la rate de chaque animal. The study of immunogenicity can also be carried out in mice. The animals are vaccinated by injecting each animal with 106 bacteria of the strain to be studied in solution in 0.2 ml of physiological saline, by dorsal subcutaneous route. On a batch of vaccinated mice, the persistence of vaccine bacteria in the spleen and liver is studied after one month. Another batch receives a test injection of a virulent strain of Salmonella by plantar subcutaneous route and 6 days later, the number of Salmonella present in the spleen of each animal is determined.
Un autre objet de l'invention est constitué par les vaccins comportant en association avec un véhicule pharmaceutiquement acceptable, des bactéries hypovirulentes, immunogènes et porteuses d'au moins un caractère marqueur/sél.ecteur selon l'invention. Ces vaccins sont administrables à titre prophylactique aux animaux susceptibles de souffrir d'une infection par les bactéries virulentes de l'espèce correspondante. Ces vaccins peuvent être administrés aux animaux par voie orale, intra-musculaire, sous-cutanée, conjonctivale ou nasale.On préfère la voie conjonctivale, car elle assure le meilleur compromis entre la facilité et la sécurité d'emploi, la contamination minimale du matériel d'élevage et la stimulation du système immunitaire par une voie proche de la voie de contamination la plus probable. Another subject of the invention consists of vaccines comprising, in combination with a pharmaceutically acceptable vehicle, hypovirulent, immunogenic bacteria carrying at least one marker / selector character according to the invention. These vaccines can be administered prophylactically to animals likely to suffer from infection with virulent bacteria of the corresponding species. These vaccines can be administered to animals by oral, intramuscular, subcutaneous, conjunctival or nasal route. The conjunctival route is preferred, since it ensures the best compromise between ease and safety of use, minimal contamination of the material. culture and stimulation of the immune system by a route close to the most likely contamination route.
Les doses unitaires de vaccin sont en généra). Unit doses of vaccine are generally).
conservées sous forme lyophilisée, diluables au moment de l'emploi, dans lesquelles se trouvent les bactéries vaccinantes associées ou non aux agents de conservation habituels.preserved in lyophilized form, dilutable at the time of use, in which are found the vaccinating bacteria associated or not with the usual preservatives.
L'innocuité des vaccins a été étudiée chez les races animales susceptibles d'être vaccinées. On a administré aux animaux une dose correspondant au moins à la dose considérée comme vaccinale et étudié la réaction sérologique aux antigènes bactériens, la persistance et l'excrétion des bactéries vaccinales et noté toute élévation de température ou signe clinique éventuel qui pouvait être la traduction d'une certaine activité pathogène des bactéries injectées. The safety of vaccines has been studied in animal breeds susceptible to vaccination. The animals were administered a dose corresponding to at least the dose considered to be vaccine and studied the serological reaction to bacterial antigens, the persistence and excretion of vaccine bacteria and noted any rise in temperature or possible clinical sign which could be the 'a certain pathogenic activity of the bacteria injected.
Dans le cas des bactéries de type Salmonella dublin, objets de l'invention, dont un échantillon de référence a été déposé à la Collection Nationale de
Culture de Microorganismes (CNCM), Paris, France, le 31 janvier 1985 sous le nOI-419, la dose vaccinale pour administration conjonctivale à des bovins contiendra de 107 à 1010 bactéries; pour une administration par voie sous-cutanée ou intramusculaire, les doses seront de 106 à 109 et par voie orale ou nasale de 107 à 101 bactéries viables par animal.In the case of bacteria of the Salmonella dublin type, objects of the invention, a reference sample of which has been deposited in the National Collection of
Culture of Microorganisms (CNCM), Paris, France, January 31, 1985 under nOI-419, the vaccine dose for conjunctival administration in cattle will contain from 107 to 1010 bacteria; for administration by subcutaneous or intramuscular route, the doses will be from 106 to 109 and by oral or nasal route from 107 to 101 viable bacteria per animal.
Un tel vaccin augmente la résistance des animaux aux infections dues à plusieurs sérotypes de
Salmonella et notamment celles à Salmonella dublin et
Salmonella typhymurium, ce qui est un autre avantage de l'invention.Such a vaccine increases the resistance of animals to infections due to several serotypes of
Salmonella and in particular those with Salmonella dublin and
Salmonella typhymurium, which is another advantage of the invention.
Dans ce qui suit, on décrit un exemple de réalisation de l'invention
Exemple: Obtention de souches vaccinales de Salmonella dublin
Les bactéries parentales sont des bactéries de type Salmonella dublin, sauvages, porteuses de l'antigène Vi, tel que défini dans un essai d'agglutination sur lame avec un anti-sérum spécifique, commercialisé par l'institut Pasteur.In the following, an embodiment of the invention is described
Example: Obtaining vaccine strains of Salmonella dublin
The parental bacteria are wild type Salmonella dublin bacteria, carrying the Vi antigen, as defined in an agglutination test on a slide with a specific anti-serum, marketed by the Pasteur Institute.
La souche parentale est la souche de Salmonella dublin, de référence 136-69 (Institut Pasteur). The parental strain is the Salmonella dublin strain, reference 136-69 (Institut Pasteur).
a) les bactéries ont été mises en culture sur 20 boites de milieu trypticase-soja, commercialisé par
Bio-Mérieux (France) sous la référence nO 5146, complémenté par 500 ,ug/ml de streptomycine. Les bactéries ont été ensemencées à raison de 1,5 x 109 par boite de
Petri de 90 mm de diamètre. Après 7 jours d'incubation à
T = 370C, on a prélevé les 60 colonies apparues; après clonage un seul des 60 clones s'est révélé être totalement streptomycino-dépendant. Ce clone a été retenu.a) the bacteria were cultured on 20 boxes of trypticase-soy medium, marketed by
Bio-Mérieux (France) under the reference nO 5146, supplemented by 500, ug / ml of streptomycin. The bacteria were seeded at the rate of 1.5 × 10 9 per box of
90 mm diameter petri dish. After 7 days of incubation at
T = 370C, the 60 colonies appeared; after cloning, only one of the 60 clones was found to be completely streptomycin-dependent. This clone has been retained.
b) la souche a ensuite été mise en culture sur un milieu sans streptomycine. b) the strain was then cultured on a medium without streptomycin.
On a retenu parmi les clones redevenus capables de se multiplier en l'absence de streptomycine, 26 clones sensibles à la streptomycine, donnant naissance à des colonies morphologiquement analogues à celles de la souche parentale et ayant gardé l'antigène Vi, et ayant au moins 1 mm de diamètre au bout de 36 heures. Leur virulence a été contrôlée sur souris. La moitié d'entre elles ayant une virulence trop proche de la souche sauvage a été rejetée. Les 5 souches les plus virulentes parmi le groupe des souches atténuées, ont été retenues, et la persistance d'un pouvoir immunogénique et de l'antigène Vi a été vérifié. Among the clones that have become capable of multiplying again in the absence of streptomycin, 26 clones sensitive to streptomycin were selected, giving rise to colonies morphologically similar to those of the parental strain and having retained the Vi antigen, and having at least 1 mm in diameter after 36 hours. Their virulence was checked on mice. Half of them having a virulence too close to the wild strain was rejected. The 5 most virulent strains among the group of attenuated strains were selected, and the persistence of an immunogenic power and of the Vi antigen was verified.
c) des bactéries issues de chaque clone ont ensuite été ensemencées à raison de 2,5 x 109 bactéries par boîte de Petri de 90 mm de diamètre contenant du milieu trypticase-soja, complémenté avec 100 ,ug/ml d'acide nalidixique. Après incubation pendant 3 jours à T = 370C, on a cloné des bactéries mutantes apparues et conservé les clones ayant toujours l'antigène Vi et une hypovirulence et une immunogénicité comparables à celles des clones réverses parentaux;
d) les 5 clones ainsi retenus ont été ensemencés, à raison de 2,5 x 109 bactéries par ml, sur un milieu trypticase-soja, complémenté par 100 Xug/ml d'azoture de sodium.c) bacteria from each clone were then seeded at the rate of 2.5 × 10 9 bacteria per 90 mm diameter petri dish containing trypticase-soy medium, supplemented with 100 μg / ml of nalidixic acid. After incubation for 3 days at T = 370C, mutant bacteria were cloned and the clones still having the Vi antigen were preserved and hypovirulence and immunogenicity comparable to those of the parental reverse clones;
d) the 5 clones thus retained were seeded, at the rate of 2.5 × 10 9 bacteria per ml, on a trypticase-soy medium, supplemented with 100 μg / ml of sodium azide.
Après incubation pendant 3 jours à T = 370C, on a étudié les propriétés des colonies bactériennes mutantes apparues pour sélectionner celles pouvant entrer dans une composition vaccinale. After incubation for 3 days at T = 370C, the properties of the mutant bacterial colonies which appeared have been studied in order to select those which can enter into a vaccine composition.
L'étude a concerné la virulence, l'immunogénicité et la stabilité dans le temps des caractères marqueurs acquis. The study concerned the virulence, immunogenicity and stability over time of the acquired marker characters.
Parmi les 26 clones réverses étudiés, la moitié présentait une virulence très proche de celle de la souche parentale. En effet, alors qu'après injection souscutanée plantaire de 106 bactéries de la souche parentale, les rates des souris OF1 contenaient un nombre de bactéries v-iables de 5,53 (en log décimal), après injection dans les mêmes conditions de bactéries de 12 autres souches, les rates contenaient de 4,9 à 4,0 (en log) bactéries, alors que l'autre groupe de souches n'infectait la rate qu'à hauteur de 2,7 à 1,8 (en log) bactéries viables. Among the 26 reverse clones studied, half had virulence very close to that of the parental strain. Indeed, while after plantar subcutaneous injection of 106 bacteria of the parental strain, the spleens of OF1 mice contained a number of viable bacteria of 5.53 (in log decimal), after injection under the same conditions of bacteria of 12 other strains, the rats contained 4.9 to 4.0 (log) bacteria, while the other group of strains only infected 2.7 to 1.8 (log) viable bacteria.
On a étudié l'activité immunogénique de ces dernières, par la méthode précédemment décrite. La souche vaccinale étudiée V, injectée à la dose de 106 bactéries viables à des souris OF1, non vaccinées, selon le test de virulence précédemment décrit, infecte la rate à hauteur moyenne de 2,96 (en log), contre 5,59 (en log) (une souris morte chez les 6 souris ayant reçu la souche sauvage parentale dans les mêmes conditions. Les souris vaccinées avec 106 bactéries viables de la souche V et éprouvées avec la souche parentale, sont infectées à hauteur moyenne de 2,28 (en log) de la souche d'épreuve par rate, contre 4,86 (en log) dans la rate des souris contrôlées, éprouvées, mais non vaccinées. The immunogenic activity of the latter was studied by the method previously described. The vaccine strain studied V, injected at a dose of 106 viable bacteria into OF1 mice, not vaccinated, according to the virulence test previously described, infects the spleen at an average height of 2.96 (in log), against 5.59 ( in log) (one mouse died in the 6 mice having received the parental wild strain under the same conditions. The mice vaccinated with 106 viable bacteria of strain V and tested with the parental strain, are infected at an average height of 2.28 ( in log) of the test strain per spleen, against 4.86 (in log) in the spleen of controlled, tested, but not vaccinated mice.
Un échantillon de la souche V, lyophilisée, a été déposé à la CNCM sous le nO I-419 après vérification de la conservation de ses caractéristiques d'hypovirulence et d'immunogénicité après lyophilisation. A sample of the strain V, lyophilized, was deposited with the CNCM under the nO I-419 after verification of the conservation of its characteristics of hypovirulence and immunogenicity after lyophilization.
On a aussi étudié d'autres caractéristiques importantes de la souche V et notamment:
1) sa stabilité: pas dè modification significative de sa virulence et de son immunogénicité après 10 passages in vitro ou sur souris; la résistance aux deux antibactériens est conservée après ces passages.We have also studied other important characteristics of strain V and in particular:
1) its stability: no significant change in its virulence and its immunogenicity after 10 passages in vitro or in mice; resistance to the two antibacterials is retained after these passages.
2) son développement sur un milieu sélectif, comme le milieu Salmonella-Shiqella, commercialisé par l'institut Pasteur, auquel ont été ajoutés 100,ug/ml d'acide nalidixique et 100 jig/ml d'azoture de sodium. 2) its development on a selective medium, such as the Salmonella-Shiqella medium, marketed by the Pasteur Institute, to which were added 100 μg / ml of nalidixic acid and 100 μg / ml of sodium azide.
Après ensemencement d'aliquotes d'une même suspension bactérienne, le nombre de colonies exprimé en log décimal est sensiblement le même après culture sur milieu normal (log q = 2,19 et log q = 2,40) "ou sur milieu complémenté (log q = 2,29 et 2,53 respectivement) alors que la souche sauvage parentale ne donne pas de colonies sur ce milieu complémenté;
3) la durée de la persistance de bactéries vaccinales dans les rates de souris auxquelles on a injecté par voie sous-cutanée plantaire 106 bactéries de souche V. Dans la rate des souris qui ont été immunisées, on ne décèle la présence de bactéries vaccinales viables que chez une des sept souris tuées huit semaines après vaccination.Chez les souris vaccinées puis éprouvées huit semaines après vaccination, la résistance à l'infection d'épreuve était comparable à celle de souris éprouvées plus précocement après vaccination, et qui hébergeaient alors plus fréquemment des bactéries vaccinales.After inoculation of aliquots of the same bacterial suspension, the number of colonies expressed in log decimal is substantially the same after culture on normal medium (log q = 2.19 and log q = 2.40) "or on supplemented medium ( log q = 2.29 and 2.53 respectively) whereas the parental wild strain does not give colonies on this supplemented medium;
3) the duration of the persistence of vaccine bacteria in the spleens of mice which have been injected by the plantar subcutaneous route 106 strain V bacteria. In the spleen of mice which have been immunized, the presence of viable vaccine bacteria is not detected than in one of the seven mice killed eight weeks after vaccination.In mice vaccinated and then tested eight weeks after vaccination, the resistance to challenge infection was comparable to that of mice tested earlier after vaccination, which then housed more frequently vaccine bacteria.
4) la spécificité de l'immunité conférée chez la souris. Il n'y a aucune protection contre une infection par des Listeria, mais une protection contre les infections à Salmonella dublin et à Salmonella typhymurium, toutefois légèrement inférieure contre les bactéries du second type, que les bactéries vaccinales de souche V soient ou non lyophylisées. 4) the specificity of the immunity conferred in mice. There is no protection against infection by Listeria, but protection against infections with Salmonella dublin and Salmonella typhymurium, however slightly lower against bacteria of the second type, whether or not the vaccine bacteria of strain V are lyophilized.
5) l'innocuité de la souche vaccinale V visà-vis des vaches adultes et des veaux, après administration par voie conjonctivale à la dose de 1010 bactéries par animal, en 2 gouttes de 33 l de solution salée isotonique. Une élévation fréquente et durable de la température rectale des animaux n'a pas été observée après vaccination, ni aucune réaction oculaire, ni aucune crise importante de diahrrée, malgré la présence transitoire, mais à faible concentration, de bactéries vaccinales dans les fécès. L'augmentation des titres en anticorps antisalmonelle dans le sang a été surtout nette chez les adultes. 5) the safety of the vaccine strain V vis-à-vis adult cows and calves, after administration by conjunctival route at a dose of 1010 bacteria per animal, in 2 drops of 33 l of isotonic saline solution. A frequent and lasting rise in the rectal temperature of the animals was not observed after vaccination, nor any ocular reaction, nor any significant attack of diarrhea, despite the transient, but low concentration, presence of vaccine bacteria in the faeces. The increase in antisalmonella antibody titers in the blood was most marked in adults.
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