WO2013104873A1 - Composition vaccinale comprenant des nanoparticules hybrides d'aluminium et de copolymère hydrosoluble - Google Patents

Composition vaccinale comprenant des nanoparticules hybrides d'aluminium et de copolymère hydrosoluble Download PDF

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WO2013104873A1
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aluminum
vaccine composition
nanoparticles
copolymer
antigen
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PCT/FR2013/050063
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Jean-Marie Devoisselle
Sylvie BEGU
Franck BERTORELLE
Corinne GERARDIN
Alexandre Drogoz
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Sanofi Pasteur
Le Centre National De La Recherche Scientifique
L'université De Montpellier I
L'ecole Nationale Supérieure De Chimie De Montpellier
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Definitions

  • Vaccine composition comprising hybrid nanoparticles of aluminum and water-soluble copolymer
  • the present invention relates to the field of vaccines and more particularly to vaccine compositions comprising at least one adjuvant.
  • the invention relates to a vaccine composition comprising hybrid aluminum nanoparticles and water-soluble copolymer complexing aluminum, in particular hydrophilic double block copolymer (DHBC).
  • DHBC hydrophilic double block copolymer
  • Aluminum is rather oxyhydroxides, and aluminum phosphates are rarely pure phosphates, but very often contain other ions, especially sulphates, as well as hydroxides.
  • the term aluminum hydroxides will therefore mean both hydroxides and aluminum oxyhydroxides.
  • these aluminum-based adjuvants, also called aluminum gels have shown their interest in increasing the immune response induced by an antigen, they have some disadvantages. From an industrial point of view, the traditional suspensions of aluminum hydroxide or phosphate do not make it possible, because of the large size of the particles, to proceed at the end of production, to sterilization by filtration and therefore impose use a production process taking place under aseptic conditions.
  • the present invention provides a vaccine composition comprising at least one antigen and an adjuvant, characterized in that the adjuvant comprises hybrid nanoparticles of aluminum and water-soluble copolymer complexing aluminum.
  • the present invention also relates to the use of aluminum hybrid nanoparticles and water-soluble copolymer complexing aluminum for the preparation of a vaccine composition comprising at least one antigen.
  • the present invention also relates to a method for preparing a vaccine composition comprising at least one antigen and an adjuvant, according to which:
  • step b) can be performed after step c) instead of before; or alternatively performing a 2 nd filtration step after step c).
  • the object of the invention it is possible to have a vaccine adjuvant inducing less reactogenicity reaction than conventionally used aluminum suspensions and making it possible to carry out sterilization by filtration at the end of the manufacturing process.
  • the nanoparticles are particles whose size allows them to pass through a sterilizing filter, whose pores have a diameter of 220 nm.
  • the particles therefore have a size of less than 300 nm, because by deformation, such particles can pass into pores of smaller size. But preferably, the particles have a size less than 220 nm, and even less than 200 nm.
  • the particle diameter is a hydrodynamic diameter that can be measured by different techniques; for example one can use the quasi-elastic diffusion of the light by means of a Malvern autosizer 4800 equipped with a laser.
  • Such particles form colloidal suspensions which are transparent.
  • suspensions are used, the majority of the particles of which are between 30 and 200 nm in diameter, which makes it possible to filter them without much loss of material, with a sterilizing filter whose cut-off point is 220 nm.
  • the nanoparticles are hybrids of aluminum and copolymer.
  • the aluminum present in these hybrid particles is introduced in the form of a precursor which is an aluminum salt, preferably a polycation of aluminum.
  • Suitable salts include Ali 3 7+ , Al 3+ , Al 2 4+ , or Al 30 18+ .
  • the Ali 3 7+ polycation is chosen, the complete chemical formula of which is A104Al1 2 (OH) 2 4 (OH 2 ) i 2 7+ .
  • This cation is composed of a central atom of aluminum in tetrahedral coordination (A10 Site 4) surrounded by twelve aluminum atoms in octahedral coordination (website Al (OH) 6) divided into four trimeric subunits.
  • copolymers used in the context of the invention are aluminum complexing copolymers formed from 2 monomers of different types which have the property of being both hydrophilic and thus soluble in an aqueous medium. These include DHBC or hydrophilic dual block copolymers. These copolymers can be random polymers, block polymers, star-polymers, graft polymers or even mixed-architecture polymers, for example polymers sequenced with a comb conformation sequence.
  • copolymers consist of:
  • an ionizable block for example a poly (acrylic acid) PAA chain, or
  • a neutral block for example a poly (acrylamide) PAM or polyethylene oxide POE chain.
  • the ionizable block has an affinity for aluminum whereas the neutral block is only soluble in water.
  • Each copolymer is characterized by the molar mass of each block as well as by its degree of asymmetry which is the ratio between the number of monomers of the neutral block and the number of monomers of the ionizable block. It has been observed that the particles prepared with an asymmetric copolymer require less copolymer, in total mass, to be stabilized than particles prepared with a symmetrical copolymer.
  • copolymers PMA 30 oo-b-PEO 8 ooo ooo 2 or PMA-b-PEO 78 oo, in which the subscript numbers correspond to the molecular weights of each sequence are particularly suitable. Such copolymers are commercially available from the Polymer Source Company.
  • the nanoparticles are formed by a method such as that described in the publication C. Gerardin, N. Sanson, F. Bouyer, F. Fajula, JL. Putaux, M. Joanicot, T. Chopin, Angewandte Chemie, International Edition, 2003, 42, 3681-3685 or in N. Sanson, F. Bouyer, C. Gerardin, M. In, Phys. Chem. Chem. Phys., 2004, 6, 1463-1466.
  • the preparation of the nanoparticles takes place in 2 stages.
  • a 1st step it forms micelles or aggregates complex by mixing a copolymer solution and an aluminum cations stirring solution.
  • Micelles are formed by the interaction between the COO groups "of the copolymer and polycations. These micelles are molecular precursors of particles.
  • the 2 nd step consists in mineralization micelles by addition with stirring of a base (e.g. NaOH) in the case where it is desired to obtain hydroxide particles
  • a base e.g. NaOH
  • Aluminum or a solution of potassium phosphate (K + , ⁇ 2 ⁇ 0 4 ⁇ ) in the case where it is desired to obtain aluminum phosphate particles.
  • the colloidal stability of the particles is then obtained thanks to the ring of neutral polymer chains (POE or PAM blocks) which brings a large steric hindrance and avoids aggregates. Particles that are easily dispersible in an aqueous medium are thus obtained which do not decant during storage.
  • the nanoparticles according to the invention are stable over time when the suspension is diluted or when vary the ionic strength, for example by means of a solution of NaCl.
  • the nanoparticles have a size enabling them to pass through a sterilizing filter whose pore size is 0.22 ⁇ ; the losses observed during such filtration are compatible with industrial constraints. Indeed, tests carried out on 0,22 ⁇ PTFE filters showed that there was less than 5% loss of copolymer and
  • the vaccine composition comprises at least one antigen.
  • the vaccine composition according to the invention may comprise any antigen that can be used in a vaccine, whether it be a whole seed, a subunit, natural, recombinant, hybrid antigen. unimportant its nature;
  • the antigen may indeed be a peptide, a protein, a glycoprotein, a polysaccharide, a glycolipid, a lipopeptide, etc.
  • antigens are antigens used or likely to be used for the treatment or prevention of various diseases likely to reach the animal world and in particular the be human, including: diphtheria, tetanus, polio, rabies, whooping cough, hepatitis A, B, C, yellow fever, typhoid fever, chicken pox, measles, mumps, rubella, Japanese encephalitis, influenza, meningitis, cholera, rotavirus infections, Norovirus, Rhinovirus, Respiratory Syncytial Virus, Herpes Simplex Virus, Papilloma Virus, Cytomegalovirus, West Nile Virus, Dengue Virus, Chykungunya Virus, HIV (AIDS), Bacterial Diseases Caused by: Streptococci, Chlamydia trachomatis and Pneumoniae, Neisseria gonorrheae and Meningitidis , Moraxella catarrhalis, St
  • the pharmaceutical composition according to the invention may be a composition intended for immunization against a single pathogen or cancer, that is to say that it comprises one or more antigens of a single pathogen or cancer, or else it may be a composition intended for immunization against several pathogens or cancers (this is called a vaccine combination).
  • the composition according to the invention may also comprise several antigens specific for a single disease, but belonging to different categories of the agent of this disease (several strains or serotypes, or clades, depending on the nature of the agent).
  • the vaccine composition according to the invention may be administered by any of the routes usually used for the administration of the vaccines; however, it is of particular interest for the intradermal route. Indeed, the intradermal route, if it seems very effective for inducing good immune reactions, has the disadvantage of sometimes leading to local reactogenicity reactions, which can slow down its use. Thanks to the nanoparticles according to the invention, it has been possible to carry out immunizations intradermally with little or no reactogenicity at all.
  • the vaccine composition is prepared by simply mixing a suspension comprising the nanoparticles and an antigen suspension. This operation can be done in one direction as in the other. Depending on the antigens used, it may be preferable to use nanoparticles comprising, instead, aluminum hydroxide or, rather, aluminum phosphate. On the other hand, in the case where it is desired to have vaccine compositions comprising several types of antigens, it may be preferred to carry out, as a priority, the adsorption of certain antigens with respect to others.
  • the vaccine composition comprises a mixture of antigens, some of which, for reasons of stability or immunogenicity, must not be adsorbed, it may be preferable to proceed in the following manner: it saturates all of first aluminum particles with antigens requiring adsorption or with ions or excipients present in the buffer substance before introducing the antigens that should not be adsorbed.
  • Aluminum was poured into a 250 ml bi-neck flask equipped with a magnetic stirrer. The flask surmounted by a condenser was placed in an oil bath maintained at 85-90 ° C. 100 ml of a 0.492 M NaOH base solution were then added dropwise to the aluminum solution for 3 hours with magnetic stirring. The mixture was thermostated at 85-90 ° C under reflux.
  • Inventory solutions were prepared from the copolymers provided by Polymer Source.
  • the molecular weight of the blocks of PMA and POE were 3000 and 8000 g / mol, respectively, which corresponds to a degree of polymerization of 35 and 182 respectively.
  • the molecular weight of the PMA and POE blocks was respectively 2000 and 7800 g / mol, respectively corresponding to a degree of polymerization of 23 and 177.
  • PMA 30 oo-b-PEO 8 ooo was dissolved in deionized water Ultrapure (MilliQ, 18 ⁇ ⁇ _1, Millipore, France) to get a final concentration of 7.5% (w / w).
  • PMA-b-2 ooo oo POE 78 was dissolved in deionized water Ultrapure to reach a final concentration of 7.5% (w / w).
  • the pH of the polymer solutions was then adjusted to 5.5. For the rest of the description, reference will be made to these solutions under the reference solution-stock of
  • Malvern Autosizer 4800 particle size was measured by analyzing the intensity of scattered light; it was noted that there were 2 populations, one with a size of 58nm (responsible for 43% of the scattered intensity) and the other with 160nm (responsible for 57% of the scattered intensity).
  • the solution was filtered at 0.22 ⁇ m on a PVDF filter.
  • Example 4 Preparation of a Vaccine Composition Comprising Hybrid Copolymer and Aluminum Hydroxide Nanoparticles and Purified Tetanus Protein, and Filtration Test
  • 3ml of vaccine composition was prepared by successively adding:
  • the mixture is vortexed briefly then maintained under moderate stirring for 2 hours at room temperature.
  • the theoretical final concentration of this formulation in tetanus protein is 20 Lf / ml, and the aluminum concentration of 1.2 mg / ml.
  • a measurement of the size of the nanoparticles was performed both before and after the addition of tetanic protein by analysis of the scattered light. Whether before or after addition, the nanoparticles are divided into 2 populations as indicated below, where the percentages in parentheses indicate the fractions of the intensity diffused by the different populations:
  • composition was then passed through a 0.22 ⁇ PVDF filter (Millipore) mounted on a plastic syringe; it was tested 3 times (samples A, B and C) with respect to its content in aluminum and tetanus protein.
  • the tetanus protein assay was performed using a microBCA protein test (Pierce). The value used is the protein concentration calculated using a standard curve prepared using albumin as a reference.
  • the aluminum concentration was determined by atomic absorption spectrometry on Varian spectra AA 220 spectrometer.
  • Example 5 Mouse Immunoentivity Test of a Vaccine Composition Comprising Aluminum Hydroxide Nanoparticles and Purified Tetanus Protein
  • Group A PTP or Purified Tetanus Protein alone.
  • the mixture was vortexed briefly and filtered through PVDF 0.2 ⁇ membrane.
  • the final concentration of PTP was determined by microBCA assay (Pierce), which led, after conversion to the value of 40 Lf / ml (against 43 Lf / ml before filtration).
  • the mixture obtained was stirred gently for 2 hours at room temperature.
  • Group C PTP + Al nanoparticles (Hydroxide)
  • the mixture obtained was vortexed and then stirred gently for 2 hours and filtered through PVDF 0.2 ⁇ membrane.
  • the final concentration in the filtered aluminum product was 1.18 mg / ml (compared with 1.23 before filtration) and PTP of 21.5 Lf / ml (compared with 22.3 before filtration).
  • the mixture obtained was vortexed and then stirred gently for 2 hours and filtered through PVDF 0.2 ⁇ membrane.
  • the final concentration in the copolymer filtered product was estimated at 0.53% (w / w) and PTP at 20.5 Lf / ml (6% material lost during filtration).
  • mice were divided into groups of 8.
  • mice received subcutaneously a dose of 50 ⁇ l of one of the compositions prepared at J1 and then an identical booster dose at D21. Each dose therefore included 1 ⁇ l of tetanus protein and 60 ⁇ g of aluminum for group B and C mice.
  • Blood samples were taken at D21 (before the booster dose), and at D35 (2 weeks after the booster) to perform a PTP-specific IgG1 and IgG2a assay.
  • the assay was performed by ELISA which is a standard test where titers are expressed in ELISA unit log.
  • group B with regard to the IgG1 response and the strongest results obtained with the nanoparticles according to the invention (group C) with respect to the IgG2a response, - for J35, the weakest results obtained with the hydroxide d Classical aluminum (group B) with regard to the IgG2a response.
  • Example 6 Test of réacto enistance on a mouse of a composition according to the invention comprising nanoparticles and antigens of the flu, administered intradermally.
  • a composition according to the invention comprising nanoparticles and antigens of the flu, administered intradermally.
  • female BALB / c mice were used to evaluate the local reactogenicity of compositions according to the invention compared to conventional aluminum suspensions.
  • the antigen consists of a trivalent influenza vaccine called Flu ID stock comprising the fragmented inactivated strains A / Solomon / 3/2006 (H1N1),
  • mice 5 groups of 10 mice were given intradermally at 3 weeks, in the inner side of the ear, a suboptimal dose of 30 ⁇ (ie 0 ⁇ g HA / strain) of vaccine present or not an adjuvant.
  • compositions were prepared as follows:
  • Group A Flu ID alone; 54 ⁇ of Flu ID stock were diluted in 756 ⁇ l of PBS buffer.
  • Group D Flu ID + Al nanoparticles (Hydroxide); we added successively:
  • the mixture was vortexed and then stirred gently for 2 hours at room temperature.
  • Group E Flu ID + Al nanoparticles (Phosphate); we added successively:
  • the mixture was vortexed and then stirred gently for 2 hours at room temperature.
  • mice were monitored daily, and edema, erythema and ear lesions were noted on an unofficial scale for 2 weeks after each injection.
  • Example 7 Mouse immunogenicity test of a composition according to the invention comprising nanoparticles and influenza antigens, administered intradermally.
  • compositions comprising conventional aluminum whether AlOOH or AIPO 4 , but also vis-à-vis compositions not comprising aluminum but only copolymer.
  • the antigen consisted of a trivalent influenza vaccine called Flu ID stock comprising inactivated fragmented strains.
  • the test was performed on female BALB / c mice divided into 6 groups of 9.
  • compositions administered were prepared as follows: Group A: Flu ID alone
  • Group B Flu ID + Al nanoparticles (Phosphate)
  • the mixture was vortexed for 10 seconds.
  • Group C Flu ID + Al nanoparticles (Hydroxide)
  • the mixture was vortexed for 10 seconds.
  • the mixture was vortexed for 10 seconds.
  • the mixture was vortexed for 10 seconds.
  • mice were monitored throughout the test; animals from each group were weighed on day 1, day 20 and day 41.
  • Spleens from 6 mice were also collected per group to perform cell response tests.
  • the tests that have been carried out are ELISA assays, inhibition tests of
  • the ELISA assays were carried out in a conventional manner, in order to determine the quantities of IgG1 and serum IgG2a specific for the A / H IN1 strain.
  • the antibody detection threshold is 20 (1.31ogl0) ELISA units. All the titers are expressed in log10 of ELISA units. For each group of animals, the geometric mean and the corresponding 95% confidence interval were calculated.
  • the haemagglutination inhibition test makes it possible to assess the functional antibodies present in the serum of the immunized animals. It measures the ability of the antibodies induced to inhibit the haemagglutination of chicken red blood cells by the influenza virus studied.
  • the title haemagglutination inhibition or HI is the reverse of the last dilution for which haemagglutination is not observed.
  • the geometric mean and the corresponding 95% confidence interval were calculated. This vis-à-vis each of the 3 strains present in the administered composition.
  • ELISPOT assays are performed from freshly isolated spleen cells, incubated at night and restimulated with a mixture of the 3 strains of the vaccine composition or by a 9-mer peptide corresponding to a class I epitope (CD8 epitope) of the NP protein.
  • Cellular responses are expressed as numbers of influenza-specific IL-5 or IFN- ⁇ secreting cells for 10 6 splenocytes.

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Abstract

La présente invention a pour objet une composition vaccinale comprenant au moins un antigène et un adjuvant, caractérisée en ce que l'adjuvant comprend des nanoparticules hybrides d'Aluminium et de copolymère hydrosoluble complexant de l'Aluminium.

Description

Composition vaccinale comprenant des nanoparticules hybrides d'Aluminium et de copolymère hydrosoluble
La présente invention est relative au domaine des vaccins et plus particulièrement aux compositions vaccinales comprenant au moins un adjuvant. En particulier, l'invention concerne une composition vaccinale comprenant des nanoparticules hybrides d'Aluminium et de copolymère hydrosoluble complexant de l'Aluminium, en particulier de copolymère à blocs doubles hydrophiles (DHBC).
Il est connu depuis très longtemps dans l'art antérieur que l'Aluminium est intéressant pour adjuver les vaccins. De nombreux vaccins commercialisés en contiennent, soit sous forme d'hydroxyde, soit sous forme de phosphates ; ces dénominations ne reflétant d'ailleurs pas exactement la composition chimique des produits correspondants : les hydroxydes
d'Aluminium sont plutôt des oxyhydroxydes, et les phosphates d'Aluminium sont rarement des phosphates purs, mais contiennent très souvent d'autres ions, notamment des sulfates, ainsi que des hydroxydes. Pour les besoins de la présente invention, le terme d'hydroxydes d'Aluminium signifiera donc à la fois les hydroxydes ainsi que les oxyhydroxydes d'Aluminium. Si ces adjuvants à base d'Aluminium, encore appelés gels d'Aluminium ont montré tout leur intérêt pour augmenter la réponse immunitaire induite par un antigène, ils présentent cependant quelques inconvénients. D'un point de vue industriel, les suspensions traditionnelles d'hydroxyde ou de phosphate d'Aluminium ne permettent pas, à cause de la taille trop grande des particules, de procéder en fin de production, à une stérilisation par filtration et imposent donc de recourir à un procédé de production se déroulant dans des conditions aseptiques. D'autre part, dans le cas de certains modes d'administration, notamment la voie intradermique, il a été reproché à l'Aluminium de conduire à un effet tatouage au site d'administration. Il est donc souhaitable de pouvoir disposer de compositions vaccinales comprenant de l'Aluminium afin de bénéficier de ses pouvoirs adjuvant, tout en évitant ses inconvénients.
A cette fin, la présente invention propose une composition vaccinale comprenant au moins un antigène et un adjuvant, caractérisée en ce que l'adjuvant comprend des nanoparticules hybrides d'Aluminium et de copolymère hydrosoluble complexant de l'Aluminium.
La présente invention a également pour objet l'utilisation de nanoparticules hybrides d'Aluminium et de copolymère hydrosoluble complexant de l'Aluminium pour la préparation d'une composition vaccinale comprenant au moins un antigène. La présente invention a encore pour objet un procédé de préparation d'une composition vaccinale comprenant au moins un antigène et un adjuvant, selon lequel :
a) on prépare des nanoparticules hybrides d'Aluminium et de copolymère hydrosoluble complexant de l'Aluminium,
b) on filtre lesdites nanoparticules au moyen d'un filtre stérilisant,
c) et on ajoute auxdites nanoparticules au moins un antigène vaccinal.
De façon alternative, on peut effectuer l'étape b) après l'étape c) au lieu de le faire avant ; ou bien encore réaliser une 2nde étape de filtration après l'étape c).
Grâce à l'objet de l'invention, il est possible d'avoir un adjuvant vaccinal induisant moins de réaction de réactogénicité que les suspensions d'Aluminium utilisées classiquement et permettant d'effectuer en fin de procédé de fabrication, une stérilisation par filtration.
D'autres avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre en référence aux figures qui illustrent les résultats des tests décrits dans les exemples.
Aux termes de la présente invention, les nanoparticules sont des particules dont la taille permet leur passage à travers un filtre stérilisant, dont les pores ont un diamètre de 220 nm. Les particules ont donc une taille inférieure à 300 nm, car par déformation, de telles particules peuvent passer dans des pores de plus petite taille. Mais de façon préférée, les particules ont une taille inférieure à 220 nm, et même inférieure à 200 nm.
Le diamètre des particules est un diamètre hydrodynamique qui peut être mesuré par différentes techniques ; par exemple on peut utiliser la diffusion quasi-élastique de la lumière au moyen d'un Malvern autosizer 4800 équipé d'un laser. De telles particules forment des suspensions colloïdales qui sont transparentes. Avantageusement, on utilise des suspensions dont la majorité des particules ont entre 30 et 200 nm de diamètre, ce qui permet de les filtrer sans trop de perte de matière, avec un filtre stérilisant dont le seuil de coupure est 220 nm. Selon l'invention, les nanoparticules sont des hybrides d'Aluminium et de copolymère.
L'Aluminium présent dans ces particules hybrides est introduit sous forme d'un précurseur qui est un sel d'Aluminium, de préférence un polycation d'Aluminium. Parmi les sels qui conviennent, on peut citer Ali3 7+, Al3+, Al2 4+, ou encore Al30 18+ . De façon particulièrement avantageuse pour l'invention, on choisit le polycation Ali3 7+ dont la formule chimique complète est A104Ali2(OH)24(OH2)i27+. Ce cation est constitué d'un atome d'Aluminium central en coordinence tetraédrique (site A104) entouré par douze atomes d'Aluminium en coordinence octaédrique (site Al(OH)6) répartis en 4 sous-unités trimériques. Pour obtenir de telles solutions de polycations, on effectue une hydrolyse basique de solutions peu concentrées en Al3+, ce qui permet d'obtenir des rendements en Ali3 7+ proches de 100%. On peut par exemple hydrolyser une solution de nitrate d'Aluminium A1(N03)3 9H20 par une solution de soude NaOH sous forte agitation. Le taux d'hydrolyse h qui est le rapport OH/ Al est de façon particulièrement avantageuse choisi pour être 2.46. Le précipité blanc qui se forme quand la base est ajoutée se dissout immédiatement sous l'effet de l'agitation. A la fin de la réaction, la solution de polycations d'Aluminium est limpide.
Les copolymères utilisés dans le cadre de l'invention sont des copolymères complexant de l'Aluminium formés de 2 monomères de nature différente qui possèdent la propriété d'être tous deux hydrophiles, et donc so lubies en milieu aqueux. Il s'agit notamment de DHBC ou copolymères à bloc double hydrophiles. Ces copolymères peuvent être des polymères statistiques, des polymères séquencés, des polymères-étoile, des polymères greffés ou encore des polymères d'architecture mixte, par exemple des polymères séquencés avec une séquence de conformation peigne.
Ces copolymères sont constitués par :
- un bloc ionisable, par exemple une chaîne de poly(acide acrylique) PAA, ou de
poly(acide methacrylique) PMA,
- un bloc neutre, par exemple, une chaîne de poly(acrylamide) PAM ou de poly(oxyde d'éthylène) POE.
De préférence, le bloc ionisable présente une affinité pour l'Aluminium alors que le bloc neutre est uniquement soluble dans l'eau.
Chaque copolymère est caractérisé par la masse molaire de chaque bloc ainsi que par son degré d'asymétrie qui est le rapport entre le nombre de monomères du bloc neutre et le nombre de monomères du bloc ionisable. On a pu remarquer que les particules préparées avec un copolymère asymétrique nécessitent moins de copolymère, en masse totale, pour être stabilisées que des particules préparées avec un copolymère symétrique. Aux fins de l'invention, les copolymères PMA30oo-b-POE8ooo ou PMA2ooo-b-POE78oo, dans lesquels les nombres en indice correspondent aux masses molaires de chaque séquence, conviennent particulièrement bien. De tels copolymères sont disponibles commercialement auprès de la Société Polymer Source.
Les nanoparticules sont formées par une méthode telle que celle décrite dans la publication C. Gerardin, N. Sanson, F. Bouyer, F. Fajula, J-L. Putaux, M. Joanicot, T. Chopin, Angewandte Chemie, International Edition, 2003, 42, 3681-3685 ou encore dans N. Sanson, F. Bouyer, C. Gerardin, M. In, Phys. Chem. Chem. Phys., 2004, 6, 1463-1466.
La préparation des nanoparticules se déroule en 2 étapes.
Dans un 1er temps, on forme des micelles ou aggrégats complexes par mélange d'une solution de copolymère et d'une solution de cations d'Aluminium sous agitation. Les micelles sont formés par l'interaction entre les groupements COO" du copolymère et les polycations. Ces micelles sont les précurseurs moléculaires des particules.
La 2nde étape consiste en la minéralisation des micelles par ajout, sous agitation, d'une base ( par exemple NaOH) dans le cas où on souhaite obtenir des particules d'hydroxyde
d'Aluminium, ou d'une solution de phosphate de potassium (K+, Η2Ρ04 ~) dans le cas où on souhaite obtenir des particules de phosphate d'Aluminium. La stabilité colloïdale des particules est alors obtenue grâce à la couronne de chaînes de polymères neutres (blocs POE ou PAM) qui apporte une gêne stérique importante et évite les aggrégats. On obtient donc des particules facilement dispersables en milieu aqueux qui ne décantent pas au stockage.
On a pu remarquer que, si on apprécie la stabilité au regard du diamètre hydrodynamique des particules ou de l'intensité diffusée de la lumière, les nanoparticules selon l'invention sont stables dans le temps lorsqu'on dilue la suspension ou lorqu'on fait varier la force ionique, par exemple au moyen d'une solution de NaCl.
Selon l'invention, les nanoparticules ont une taille leur permettant de traverser un filtre stérilisant dont la taille des pores est de 0.22 μιη ; les pertes observées lors d'une telle fïltration sont compatibles avec des contraintes industrielles. En effet, des essais effectués sur des filtres PTFE 0.22 μιη ont montré que l'on avait moins de 5% de perte en copolymère et en
Aluminium, cette valeur de 5% pouvant correspondre à la marge d'erreur de la technique de dosage.
Selon l'invention, la composition vaccinale comprend au moins un antigène.
Aux fins de mise au point de la présente invention, on a utilisé un antigène modèle : la protéine tétanique purifiée. Cependant la composition vaccinale selon l'invention peut comprendre n'importe quel antigène pouvant être utilisé dans un vaccin, qu'il s'agisse d'un germe entier, d'un antigène sous-unitaire, naturel, recombinant, hybride,... peu important sa nature ;
l'antigène peut en effet être un peptide, une protéine, une glycoprotéine, un polysaccharide, un glycolipide, un lipopeptide,...
Ces antigènes sont des antigènes utilisés ou susceptibles d'être utilisés pour le traitement ou la prévention de diverses maladies susceptibles d'atteindre le monde animal et en particulier les être humains, notamment : diphtérie, tétanos, polio, rage, coqueluche, hépatites A, B, C, fièvre jaune, fièvre typhoïde, varicelle, rougeole, oreillons, rubéole, encéphalite japonaise, grippe, méningites, choléra, infections à : Rotavirus, Norovirus, Rhinovirus, Respiratory Syncytial Virus, Herpès Simplex Virus, Papilloma Virus, Cytomegalovirus, West Nile Virus, Dengue Virus, Chykungunya Virus, HIV (SIDA), les affections bactériennes provoquées par : des streptocoques, Chlamydia trachomatis et pneumoniae, Neisseria gonorrheae et meningitidis, Moraxella catarrhalis, Staphylococcus aureus ou Haemophilus influenza type B, les listerioses, les shigelloses, les salmonelloses, la tuberculose, la maladie de Lyme, le cancer, les affections parasitaires telles que la malaria, les leshmanioses, etc...
La composition pharmaceutique selon l'invention peut être une composition destinée à l'immunisation contre un seul pathogène ou cancer, c'est-à-dire qu'elle comprend un ou plusieurs antigènes d'un seul pathogène ou cancer, ou bien être une composition destinée à l'immunisation contre plusieurs pathogènes ou cancers (on parle alors de combinaison vaccinale). La composition selon l'invention peut également comprendre plusieurs antigènes spécifiques d'une seule maladie, mais appartenant à différentes catégories de l'agent de cette maladie (plusieurs souches ou sérotypes, ou clades, suivant la nature de l'agent).
La composition vaccinale selon l'invention peut être administrée par toutes les voies habituellement utilisées pour l'administration des vaccins ; cependant, elle est d'un intérêt particulier pour la voie intra-dermique. En effet, la voie intra-dermique, si elle semble très efficace pour induire de bonnes réactions immunitaires, a pour inconvénient de conduire parfois à des réactions de réactogénicité locale, qui peuvent freiner son utilisation. Grâce aux nanoparticules selon l'invention, il a été possible de réaliser des immunisations par voie intradermique en n'ayant que très peu ou pas du tout de réaction de réactogénicité.
Selon l'invention, on prépare la composition vaccinale par simple mélange d'une suspension comprenant les nanoparticules et une suspension d'antigènes. Cette opération peut se faire dans un sens comme dans l'autre. Selon les antigènes utilisés, on peut préférer utiliser des nanoparticules comprenant plutôt de l'hydroxyde d'Aluminium ou plutôt du phosphate d'Aluminium. D'autre part, dans le cas où on souhaite disposer de compositions vaccinales comprenant plusieurs types d'antigènes, il peut être préféré d'effectuer en priorité l'adsorption de certains antigènes par rapport à d'autres. Notamment, dans le cas où la composition vaccinale comprend un mélange d'antigènes dont certains, pour des raisons de stabilité ou d'immunogénicité, ne doivent pas être adsorbés, il peut être préférable de procéder de la manière suivante : on sature tout d'abord les particules d'Aluminium avec les antigènes nécessitant une adsorption ou avec des ions ou excipients présents dans la substance tampon avant d'introduire les antigènes qui ne doivent pas être adsorbés.
Lors de la préparation des nanoparticules selon l'invention, il est possible qu'il y ait du polymère en excès. Pour éliminer cet éventuel excès de polymère, il est possible de procéder à une étape supplémentaire, soit directement après la phase de préparation des nanoparticules, soit après la phase de mélange avec l'antigène. Cette phase d'élimination peut être réalisée par dialyse ou diafiltration contre de l'eau déminéralisée (Milli Q, Millipore) au travers d'une membrane de porosité adéquate (lOOkd par exemple).
Les exemples qui suivent illustrent des modes de réalisation de l'invention.
Exemple 1 : Synthèse du polycation d'Aluminium
Les solutions de polycations Ali3 7+ ont été obtenues par hydrolyse basique de solutions d'Al3+ avec un rendement proche de 100 %.
100 ml d'une solution de sel d'Aluminium A1(N03)3, 9H20 de concentration 0.2M en
Aluminium ont été versés dans un ballon bi-col de 250 ml muni d'un agitateur magnétique. Le ballon surmonté d'un réfrigérant était placé dans un bain d'huile maintenu à 85-90°C. 100 ml d'une solution de base de NaOH à 0.492 M ont alors été ajoutés goutte à goutte à la solution d'Aluminium pendant 3 heures sous agitation magnétique. Le mélange était thermostaté à 85- 90°c sous reflux.
La solution de polycation Ali3 7+ ainsi obtenue était limpide et possédait une concentration finale de 0.1 M en Aluminium. Le pH final était compris entre 4.5 et 5. La solution a été refroidie à température ambiante et conservée au réfrigérateur à 4°C. Exemple 2 : Préparations de solutions-stock de polymères.
On a préparé des solutions-stocks, à partir des copolymères fournis par Polymer Source. Dans le cas du PMA30oo-b-POE8ooo , le poids moléculaire des blocs de PMA et de POE étaient respectivement de 3000 et de 8000 g/mol, ce qui correspond à un degré de polymérisation de 35 et de 182 respectivement. Pour le PMA2ooo-b-POE78oo, le poids moléculaire des blocs de PMA et de POE était respectivement de 2000 et 7800 g/mol, correspondant respectivement à un degré de polymérisation de 23 et de 177. Le PMA30oo-b-POE8ooo a été dissous dans de l'eau déionisée Ultrapure (MilliQ, 18ΜΩ ηι_1, Millipore, France) pour obtenir une concentration finale de 7.5% (p/p). Le PMA2ooo-b-POE78oo a été dissous dans de l'eau déionisée Ultrapure pour atteindre une concentration finale de 7.5% (p/p). Le pH des solutions polymériques a ensuite été ajusté à 5.5. Pour la suite de la description, il sera fait référence à ces solutions sous la référence de solution-stock de
PMA30oo-b-POE8ooo et de PMA2ooo-b-POE78oo respectivement.
Exemple 3 : Préparation des nanoparticules. 3.1 Préparation de nanoparticules hybrides Hydroxyde d'Aluminium/ PMA^-b-POEsnnn
A 2ml de solution d' Ali3 7+ (concentration initiale : 0.1 M en Aluminium) introduits dans un flacon Lyo ont été ajoutés sous forte agitation magnétique (1100 rpm) 467 μΐ de solution stock de copolymère (ajusté à pH= 5.5 par ajout de NaOH) à 7.5% p/p. Le mélange a été vortexé pendant 1 min. La minéralisation a ensuite été effectuée par l'ajout de 70 μΐ de NaOH à 1 M (par tranche de ΙΟμΙ) pour atteindre un pH de 7.4.
Une méthode alternative a été d'ajouter 1.33 mg de solution stock de PMA30oo-b-POE80oo à 7.4 ml de solution d'Ali3 7+ à 0.1M. Ce mélange a été agité vigoureusement et on a ajouté ensuite, par tranche de ΙΟΟμΙ, 740μ1 de NaOH 0.4M en vortexant 1 minute entre chaque ajout, puis on a ajouté 530μ1 d'eau. Le pH final était à 7.0 et la concentration en Aluminium, mesurée au spectromètre d'absorption atomique (Varian spectra AA20) de 1.98mg/ml. Après filtration sur filtre 0.2μιη, la concentration en Aluminium était de 1.87mg/ml ; soit une perte de 3% uniquement. On a mesuré la taille des particules sur Malvern Autosizer 4800, par analyse de l'intensité de la lumière diffusée; on a remarqué qu'on était en présence de 2 populations, l'une avec une taille de 58nm (responsable de 43% de l'intensité diffusée) et l'autre de 160nm (responsable de 57% de l'intensité diffusée).
3.2 Préparation de nanoparticules hybrides Phosphate d'Aluminium/ PMATnnn-b-PEOTsnn A 2ml de solution d'Ali3 7+ (concentration initiale : 0.1 M en Aluminium) introduits dans un flacon Lyo ont été ajoutés sous forte agitation magnétique (1 lOOrpm) 682 μΐ de solution mère de copolymère (ajusté à pH= 5.5 par ajout de NaOH) à 7.5% p/p. Le mélange a été vortexé pendant 1 min. La minéralisation des « micelles » a ensuite été effectuée par l'ajout de 159 μΐ d'une solution de phosphate de potassium (Η2Ρ04 ~, K+) à 13.6 % en masse ajusté à pH 7. La solution finale a été agitée pendant 1 minute également et son pH a alors été ajusté à 7.4 avec un volume suffisant (environ 40 μί) de NaOH 2M, par tranche de ΙΟμΙ. La concentration finale en Aluminium a été estimée à 1.93 mg/ml.
La solution a été filtrée à 0.22μιη sur filtre en PVDF.
Après fîltration, la taille des particules a été mesurée par diffusion dynamique de la lumière et montrait que l'on avait obtenu une population homogène de particules ayant une taille de 150nm de diamètre. Exemple 4 : Préparation d'une composition vaccinale comprenant des nanoparticules hybrides de copolymère et d'hydroxyde d'Aluminium et de la protéine tétanique purifiée, et test de filtration.
On a préparé 3ml de composition vaccinale en ajoutant successivement :
- 60 μΐ d'une préparation de protéines tétaniques purifiées dosée à une concentration de
1000 unités de floculation/ml ( soit une concentration en protéines de 2.8mg/ml),
- 300μ1 de tampon PBS 10C,
750 μΐ d'eau,
1890 μΐ de la suspension de nanoparticules hybrides d'hydroxyde d'Aluminium et de copolymère préparée selon la méthode alternative décrite à l'exemple 3.1
Le mélange est vortexé brièvement puis maintenu sous agitation modérée pendant 2h à température ambiante.
La concentration finale théorique de cette formulation en protéine tétanique est de 20 Lf/ml, et la concentration en Aluminium de 1.2 mg/ml.
Une mesure de la taille des nanoparticules a été réalisée à la fois avant, et après l'addition de protéine tétanique, par analyse de la lumière diffusée. Que ce soit avant ou après addition, les nanoparticules se répartissent en 2 populations telles qu'indiqué ci-après, où les pourcentages entre parenthèses indiquent les fractions de l'intensité diffusée par les différentes populations :
- 58 nm (43 %) et 160 nm (57%) avant addition,
- 56 nm (42%) et 190 nm (58%) après addition.
Cette composition a ensuite été passée au travers d'un filtre de 0.22μιη en PVDF (Millipore) monté sur seringue plastique ; elle a été testée 3 fois ( échantillons A, B et C) en ce qui concerne son contenu en Aluminium et en protéine tétanique. Le dosage de la protéine tétanique a été réalisé au moyen d'un test protéique microBCA (Pierce). La valeur retenue est la concentration de protéines calculée à l'aide d'une courbe étalon préparée en utilisant l'albumine comme référence.
La concentration en Aluminium a été déterminée par spectrométrie d'absorption atomique sur spectromètre Varian spectra AA 220.
Les résultats obtenus sont repris dans le Tableau 1 ci-après :
Tableau 1 :
Figure imgf000010_0001
Les différences observées en ce qui concerne les concentrations en Aluminium et en protéines, avant et après filtration, sont de l'ordre des marges d'erreur des techniques de dosage. On peut donc en conclure que les compositions vaccinales selon l'invention peuvent être filtrées sans perte de matière sur un filtre stérilisant de 0.22 μιη. Exemple 5 : Test d'immuno énicité sur souris d'une composition vaccinale comprenant des nanoparticules d'hydroxyde d'Aluminium et de la protéine tétanique purifiée.
On a voulu tester, sur souris OF1 femelles âgées de 6 à 8 semaines, l'immunogénicité de compositions vaccinales comprenant selon l'invention, des nanoparticules d'Aluminium et au moins un antigène, comparativement à des compositions comprenant l'hydroxyde d'Aluminium standard AlOOH. L'antigène est un antigène modèle : la protéine tétanique purifiée, disponible sous forme d'une suspension-mère à 950Lf/ml en milieu NaCl 0.05M. Cette étude comprenait également, un groupe de souris immunisées uniquement avec de l'antigène et du copolymère pour estimer l'effet potentiellement adjuvant du copolymère seul.
Préparation des compositions qui ont été administrées aux souris :
Groupe A : PTP ou Protéine Tétanique Purifié seule.
On a préparé 5 ml d'une composition immunisante en ajoutant successivement :
225 mg de la suspension-mère de Protéine Tétanique Purifiée à 950 Lf/ml en milieu NaCl 0.05M,
- 500 μΐ de NaCl 9%,
- 4280 μΐ d'eau.
Le mélange a été vortexé brièvement et filtré sur membrane PVDF 0.2 μιη. La concentration finale en PTP a été déterminée par dosage microBCA (Pierce) , ce qui a conduit, après conversion à la valeur de 40 Lf/ml (contre 43 Lf/ml avant fïltration)
Groupe B : PTP + AlOOH
On a préparé 5 ml d'une composition immunisante en ajoutant successivement :
117 mg de la suspension-mère de protéine tétanique purifiée à 950 Lf/ml en milieu NaCl 0.05M,
- 500 μΐ de NaCl 9%,
3630 μΐ d'eau
750 μΐ d'une suspension commerciale d'Alhydrogel®, qui est de ΓΑΙΟΟΗ à 8.01mg/ml d'Aluminium fourni par Superfos
Le mélange obtenu a été maintenu sous agitation modérée pendant 2 heures à température ambiante.
Groupe C : PTP + nanoparticules d' Al (Hydroxyde)
On a préparé 5 ml d'une composition immunisante en ajoutant successivment :
117 mg de la suspension-mère de Protéine Tétanique Purifiée à 950 Lf/ml en milieu NaCl 0.05M,
- 500 μΐ de NaCl 9%,
- 1050 μΐ d'eau, 3330 μΐ de la suspension de nanoparticules hybrides d'hydroxyde d'Aluminium et de copolymère préparée selon la méthode alternative décrite à l'exemple 3.1.
Le mélange obtenu a été vortexé puis agité modérément pendant 2 heures et filtré sur membrane PVDF 0.2μιη. La concentration finale dans le produit filtré en Aluminium était de 1.18 mg/ml (contre 1.23 avant filtration) et en PTP de 21.5 Lf/ml (contre 22.3 avant filtration)
Groupe D : PTP + copolymère seul
On a préparé 4 ml d'une composition immunisante en ajoutant successivement :
92 mg de la suspension-mère de Protéine Tétanique Purifiée à 950 Lf/ml en milieu NaC1 0.05M,
- 400 μΐ de NaCl 9%,
- 2870 μΐ d'eau,
- 640 μΐ d'une solution à 3.5% de PMA3ooo-b-POE80oo
Le mélange obtenu a été vortexé puis agité modérément pendant 2 heures et filtré sur membrane PVDF 0.2μιη. La concentration finale dans le produit filtré en copolymère a été estimée à 0.53% (p/p) et en PTP à 20.5 Lf/ml (6% de matière perdu lors de la filtration)
Pour le test, les souris ont été réparties par groupes de 8.
Chacune des souris a reçu en sous-cutané 1 dose de 50 μΐ de l'une des compositions préparées à Jl puis une dose identique de rappel à J21. Chaque dose comprenait donc 1 Lf de protéine tétanique et 60μg d'Aluminium pour les souris des groupes B et C.
Aucune réaction de réactogénicité anormale n'a été observée.
On a prélevé des échantillons sanguins à J21 (avant la dose de rappel), et à J35 (soit 2 semaines après le rappel) afin d'effectuer un dosage des IgGl et IgG2a spécifiques de la PTP. Le dosage a été réalisé par ELISA qui est un test standard où les titres sont exprimés en log d'unité ELISA.
Les résultats obtenus sont reproduits dans le tableau 2 ci-après, qui indique les moyennes (avec entre parenthèses les écarts-type) par groupe de souris. Tableau 2 :
Figure imgf000013_0001
L'analyse statistique a montré que dans ce test, les seules différences qui soient significatives sont relatives :
- pour J21, aux plus forts résultats obtenus avec l'hydroxyde d'Aluminium classique
(groupe B) en regard de la réponse en IgGl et aux plus forts résultats obtenus avec les nanoparticules selon l'invention (groupe C) en regard de la réponse en IgG2a, - pour J35, aux plus faibles résultats obtenus avec l'hydroxyde d'Aluminium classique (groupe B) en regard de la réponse en IgG2a.
Ce test permet donc de conclure que les nanoparticules selon l'invention peuvent se substituer sans inconvénient à la suspension d'Aluminium utilisée classiquement comme adjuvant vaccinal.
Exemple 6 : Test de réacto énicité sur souris d'une composition selon l'invention comprenant des nanoparticules et des antigènes de la grippe, administrée par voie intradermique. On a utilisé comme modèle-animal pour ce test, des souris BALB/c femelles afin d'évaluer la réactogénicité locale de compositions selon l'invention, comparativement aux suspensions d'Aluminium classiques.
Dans ce test, l'antigène est constitué par un vaccin grippe trivalent appelé Flu ID stock comprenant les souches fragmentées inactivées A/Solomon/3/2006 (H1N1),
A/Wisconsin/67/2005 (H3N2), et B/Malaysia/2506/2004 à raison de 150 μ^πιΐ de HA par souche.
5 groupes de 10 souris ont reçu à 3 semaines d'intervalle, par voie intradermique, dans la face interne de l'oreille, une dose de 30 μΐ sub-optimale (soit 0^g de HA/ souche) de vaccin en présence ou non d'un adjuvant.
Les compositions administrées ont été préparées de la manière suivante :
Groupe A : Flu ID seul ; on a dilué 54 μΐ de Flu ID stock dans 756 μΐ de tampon PBS.
Groupe B : Flu ID + AlOOH ; on a ajouté successivement :
o 54 μΐ de Flu ID stock
o 604 μΐ de tampon PBS
o 152 μΐ d'une suspension commerciale d' AlOOH à 8.01mg/ml d'Aluminium
(Alhydrogel®)
Le mélange a été agité modérément pendant 2 heures.
Groupe C : Flu ID + A1P04 ; on a ajouté successivement :
o 54 μΐ de Flu ID stock
o 463 μΐ de tampon PBS
o 293 μΐ d'une suspension commerciale d' A1P04 à 4.15mg/ml d'Aluminium (AdjuPhos®)
Le mélange a été agité modérément pendant 2 heures.
Groupe D : Flu ID + nanoparticules d'Al (Hydroxyde); on a ajouté successivement :
o 54 μΐ de Flu ID stock
o 123 μΐ d'eau
o 76 μΐ de tampon PBS concentré 10 fois o 557 μΐ d'une suspension de nanoparticules hybrides d'hydroxyde d'Aluminium et de copolymère à 2.18mg/ml d'Aluminium préparée selon la méthode décrite à l'exemple 3.1, mais en utilisant une solution stock de PMA2ooo-b-POE78oo à 7.5% , ce qui a conduit à des nanoparticules dont la taille mesurée en lumière diffusée était centrée à 58 nm avec un index de polydispersité de 0.25.
Le mélange a été vortexé puis agité modérément pendant 2 heures à température ambiante.
Groupe E : Flu ID + nanoparticules d'Al (Phosphate); on a ajouté successivement :
o 54 μΐ de Flu ID stock
o 51 μΐ d'eau
o 76 μΐ de tampon PBS concentré 10 fois
o 630 μΐ d'une suspension de nanoparticules hybrides de phosphate d'Aluminium et de copolymère à 1.93mg/ml d'Aluminium préparée selon la méthode décrite à l'exemple 3.2.
Le mélange a été vortexé puis agité modérément pendant 2 heures à température ambiante.
Les souris ont été surveillées chaque jour, et on a noté sur une échelle non-officielle les oedèmes, les érythèmes et les lésions apparaissant à l'oreille, pendant 2 semaines après chaque injection.
Quelle que soit la formulation testée, aucun érythème significatif n'a été observé. De même, on n'a signalé aucun oedème.
Par contre, on a noté au point d'injection des nodules blancs/rougeâtres apparaissant chez les souris ayant reçu les compositions comprenant de l'Aluminium classique, que ce soit avec l'hydroxyde d'Aluminium, ou avec le phosphate d'Aluminium. Mais, de manière surprenante et très intéressante, aucun nodule n'est visible sur les souris ayant reçu une composition selon l'invention.
Les résultats relatifs aux nombres de souris présentant des nodules après administration des adjuvants comprenant l'Aluminium de l'art antérieur, sont illustrés sur le tableau 3 dessous : Tableau 3
Figure imgf000016_0001
Il est particulièrement intéressant de constater que, malgré le fait que les quantités
d'Aluminium soient les mêmes (45μg) dans tous les groupes, le fait de le formuler en nanoparticules hybrides selon l'invention, rend cet Aluminium bien mieux toléré.
Exemple 7 : Test d'immunogénicité sur souris d'une composition selon l'invention comprenant des nanoparticules et des antigènes de la grippe, administrée par voie intradermique.
Dans ce test, on a évalué l'immunogénicité des compositions selon l'invention,
comparativement à des compositions comprenant de l'Aluminium classique, que ce soit AlOOH ou AIPO4, mais également vis-à-vis de compositions ne comprenant pas d'Aluminium mais uniquement du copolymère.
Dans ce test, comme dans l'exemple précédent, l'antigène était constitué par un vaccin grippe trivalent appelé Flu ID stock comprenant les souches fragmentées inactivées
A/Solomon/3/2006 (HlNl), A/Wisconsin/67/2005 (H3N2), et B/Malaysia/2506/2004 à raison de 150 μg/ml de HA par souche. Le lot de vaccin Flu ID stock utilisé pour ce test était le même que celui utilisé dans l'exemple précédent.
Le test a été réalisé sur des souris BALB/c femelles réparties en 6 groupes de 9.
Chaque souris a reçu, à 3 semaines d'intervalle, par voie intradermique, dans la face interne de l'oreille, une dose de 30 μΐ sub-optimale (soit 0.3μg de HA/ souche) d'une composition telle que décrite ci-après, en fonction de son groupe d'appartenance. Les compositions administrées ont été préparées de la manière suivante : Groupe A : Flu ID seul
On a dilué 54 μΐ de Flu ID stock dans 756 μΐ de tampon PBS.
Groupe B : Flu ID + nanoparticules d'Al (Phosphate)
On a ajouté successivement :
o 54 μΐ de Flu ID stock
o 51 μΐ d'eau
o 76 μΐ de tampon PBS concentré 10 fois
o 630 μΐ d'une suspension de nanoparticules hybrides de phosphate d'Aluminium et de copolymère à 1.93mg/ml d'Aluminium préparée selon la méthode décrite à l'exemple 3.2.
Le mélange a été vortexé pendant 10 secondes.
Groupe C : Flu ID + nanoparticules d' Al (Hydroxyde)
On a ajouté successivement :
o 54 μΐ de Flu ID stock
o 123 μΐ d'eau
o 76 μΐ de tampon PBS concentré 10 fois
o 557 μΐ d'une suspension de nanoparticules hybrides d'hydroxyde d'Aluminium et de copolymère à 2.18mg/ml d'Aluminium préparée selon la méthode décrite à l'exemple 3.1.
Le mélange a été vortexé pendant 10 secondes.
- Groupe D : Flu ID + PMA3ooo-b-POE80oo
On a ajouté successivement :
o 54 μΐ de Flu ID stock,
o 50 μΐ d'eau,
o 76 μΐ de tampon PBS concentré 10 fois,
o 630 μΐ d'une suspension stock de PMA30oo-b-POE8ooo à 7%
Le mélange a été vortexé pendant 10 secondes. - Groupe E : Flu ID + A1P04
On a ajouté successivement :
o 54 μΐ de Flu ID stock
o 463 μΐ de tampon PBS
o 293 μΐ d'une suspension commerciale d' A1P04 à 4.15mg/ml d'Aluminium
(AdjuPhos®)
Le mélange a été vortexé pendant 10 secondes.
Groupe F : Flu ID + AlOOH
On a ajouté successivement :
o 54 μΐ de Flu ID stock
o 595 μΐ de tampon PBS
o 161 μΐ d'une suspension commerciale d' AlOOH à 7.53mg/ml d'Aluminium (Alhydrogel®)
Le mélange a été vortexé pendant 10 secondes.
On a surveillé les souris durant tout le test; les animaux de chaque groupe ont été pesés à J-1, J20 et J41.
Des échantillons sanguins de chaque souris ont été prélevés à J42 par section de la carotide. Les échantillons ont été traités afin d'isoler le sérum pour effectuer les tests de réponse humorale.
On a en outre prélevé les rates de 6 souris par groupe afin d'effectuer les tests de réponse cellulaire.
Les tests qui ont été réalisés sont des dosages ELISA, des tests d'inhibition de
l'hémagglutination, ainsi que des ELISPOT.
Les dosages ELISA ont été réalisés de façon classique, afin de déterminer les quantités d'IgGl et d' IgG2a sériques spécifiques de la souche A/H IN 1. Le seuil de détection des anticorps est de 20 (1.31ogl0) unités ELISA. Tous les titres sont exprimés en loglO d'unités ELISA. Pour chaque groupe d'animaux, on a calculé la moyenne géométrique ainsi que l'intervalle de confiance 95% correspondant.
Le test d'inhibition de l'hémagglutination permet d'apprécier les anticorps fonctionnels présents dans le sérum des animaux immunisés. Il mesure la capacité des anticorps induits à inhiber l'hémagglutination de globules rouges de poulet par le virus grippal étudié. Le titre d'inhibition de l'hémagglutination ou HI (Haemagglutination Inhibition) est l'inverse de la dernière dilution pour laquelle on n'observe pas d'hémagglutination. Pour chaque groupe d'animaux, on a calculé la moyenne géométrique ainsi que l'intervalle de confiance à 95% correspondant. Ceci vis-à-vis de chacune des 3 souches présentes dans la composition administrée.
Les dosages ELISPOT sont réalisés à partir des cellules spléniques fraîchement isolées, mises à incuber la nuit et restimulées avec un mélange des 3 souches de la composition vaccinale ou par un peptide 9-mer correspondant à un épitope de classe I (épitope CD 8) de la protéine NP. Les réponses cellulaires sont exprimées en nombres de cellules sécrétant de l'IL-5 ou de l'IFN- γ spécifiques de la grippe, pour 106 splénocytes.
Lors de la restimulation avec le peptide spécifique de la grippe, on n'a pas détecté de réponse ELISPOT, que ce soit pour l'IL-5 ou pour l'IFN-γ ; ceci, quel que soit le groupe de souris considéré.
En ce qui concerne la restimulation in- vitro par les antigènes de la grippe, les résultats obtenus sont représentés dans le tableau 4 ci-après, où les intervalles de confiance 95% sont indiqués entre crochets :
Tableau 4 :
Groupe considéré Nbre de cellules sécrétrices Nbre de cellules sécrétrices d'IL-5 /106 splénocytes d'IFN-γ/ΙΟ6 splénocytes
A : Flu ID seul 24 [12 - 48] 2 [0 - 17]
B : Flu ID + nanoparticules 222 [112 - 440] 23 [1 - 395] d'Al (Phosphate)
C : Flu ID + nanoparticules 81 [37 - 177] 38 [20 - 74] d'Al (Hydroxyde)
D : Flu ID + 87 [29 - 261] 6 [1 - 54]
PMA3ooo-b-POE80oo
E : Flu ID + A1P04 17 [6 - 45] 2 [0 - 32]
F : Flu ID + AlOOH 46 [19 - 115] 13 [5 - 38] Ces résultats montrent que, de façon surprenante, grâce aux nanoparticules selon l'invention, il est possible d'obtenir une réponse cellulaire, notamment une stimulation des cellules sécrétrices d'IL-5 ainsi que des cellules sécrétrices d'IFN-γ.
D'un point de vue statistique, selon un modèle mixte avec ajustement de Dunnett, les nanoparticules d'Aluminium et de copolymère sont considérées avoir augmenté
signifïcativement le nombre de cellules sécrétrices d'IL-5 et d'IFN-γ, de 3 à 9 fois (p=0.026 à p<0.001) et de 11 à 19 fois (p=0.045 à p=0.014), respectivement, ce qui n'est pas le cas des adjuvants à base d'Aluminium de l'art antérieur.
Les résultats relatifs aux tests de réponse humorale sont repris dans le tableau 5 ci-après où, à chaque fois, les intervalles de confiance 95% sont mis entre crochets.
Tableau 5 :
Groupe considéré HI contre HI contre HI contre IgGl IgG2a
contre contre
H1N1 H3N2 B
H1N1 H1N1
(loglO) (loglO)
A : Flu ID seul 101 127 17 4.8 4.3
[52-194] [66-244] [6-46] [4.4-5.2] [3.9-4.6]
B : Flu ID + 1097 1016 640 6.2 4.8 nanoparticules d'Al [578-2082] [529-1951] [316-1295] [6.0-6.4] [4.4-5.2] (Phosphate)
C : Flu ID + 1382 941 274 6.2 5.3 nanoparticules d'Al [743-2574] [462-1914] [99-764] [6.0-6.4] [5.0-5.5] (Hydroxyde)
D : Flu ID + 160 118 16 5.2 3.9
PMA3ooo-b-POE80oo [88-290] [50-274] [5-55] [5.0-5.4] [3.4-4.3]
E : Flu ID + A1P04 1881 1097 593 6.4 4.4
[1096-3229] [654-1842] [301-1165] [6.2-6.7] [3.9-4.9]
F : Flu ID + AlOOH 1185 1185 640 6.4 4.1
[637-2207] [603-2331] [353-1161] [6.1-6.6] [3.4-4.8] Ces résultats montrent la capacité des nanoparticules selon l'invention à induire une réponse humorale après 2 immunisations par voie intradermique. On peut remarquer que le polymère seul n'a pas ce pouvoir adjuvant.
D'un point de vue statistique, l'augmentation des titres HI et des titres en IgGl obtenus avec les nanoparticules de phosphate d'Aluminium a été considérée significative vis-à-vis des titres obtenus avec le vaccin seul selon un modèle mixte avec ajustement de Dunnet ( 10.9 fois pour titre HI anti-HINl avec p< 0.001 ; 8.0 fois pour titre HI anti-H3N2 avec p<0.001 ; 37.6 fois pour titre anti-B avec p< 0.001 et 25.1 fois pour titre IgGl anti-HINl avec p< 0.001 ). De même, l'augmentation des titres HI et des titres en IgGl et en IgG2a obtenus avec les nanoparticules d'hydroxyde d'Aluminium a été considérée significative vis-à-vis des titres obtenus avec le vaccin seul ( 13.7 fois pour titre HI anti-HINl avec p< 0.001 ; 7.4 fois pour titre HI anti-H3N2 avec p<0.001 ; 16.1 fois pour titre anti-B avec p< 0.001, 25.1 fois pour titre IgGl anti-HINl avec p< 0.001, et 10 fois pour titre Ig2a anti-HINl avec p=0.001 ).

Claims

REVENDICATIONS
1. Composition vaccinale comprenant au moins un antigène et un adjuvant, caractérisée en ce que l'adjuvant comprend des nanoparticules hybrides d'Aluminium et de copolymère hydroso lubie complexant de l'Aluminium.
2. Composition vaccinale selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le copolymère hydrosoluble est un copolymère à blocs doubles hydrophiles (DHBC)
3. Composition vaccinale selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'Aluminium est sous forme d'hydroxyde ou d'oxyhydroxyde.
4. Composition vaccinale selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'Aluminium est sous forme de phosphate ou d'hydroxyphosphate.
5. Composition vaccinale selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le copolymère hydrosoluble complexant de l'Aluminium comprend un bloc ionisable constitué par une chaîne de poly(acide méthacrylique) ainsi qu'un bloc neutre constitué par une chaîne de poly(oxyde d'éthylène).
6. Composition vaccinale selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la taille des nanoparticules est inférieure à 300 nm, avantageusement inférieure à 220 nm.
7. Composition vaccinale selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un antigène de la grippe.
8. Composition vaccinale selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une protéine tétanique.
9. Utilisation de nanoparticules hybrides d'Aluminium et de copolymère hydrosoluble complexant de l'Aluminium pour la préparation d'une composition vaccinale comprenant au moins un antigène.
10. Utilisation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la composition vaccinale est destinée à être administrée par voie intradermique.
11. Utilisation selon une des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce que la composition vaccinale comprend au moins un antigène de la grippe.
12. Utilisation selon une des revendications 9 à 11, caractérisée en ce que lesdites
nanoparticules permettent d'augmenter la réponse immunitaire induite lors de l'administration de ladite composition vaccinale.
13. Procédé de préparation d'une composition vaccinale selon une des revendications 1 à 8, selon lequel :
o on prépare des nanoparticules hybrides d'Aluminium et de copolymère
hydrosoluble complexant de l'Aluminium,
o on filtre lesdites nanoparticules au moyen d'un filtre stérilisant,
o et on ajoute auxdites nanoparticules au moins un antigène vaccinal.
14. Procédé de préparation d'une composition vaccinale selon une des revendications 1 à 8, selon lequel :
o on prépare des nanoparticules hybrides d'Aluminium et de copolymère
hydrosoluble complexant de l'Aluminium,
o on ajoute auxdites nanoparticules au moins un antigène vaccinal,
o et on filtre lesdites nanoparticules au moyen d'un filtre stérilisant.
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