Au cours des dernières décennies, les scientifiques ont exploré l’agriculture moléculaire végétale comme moyen de produire des protéines recombinantes pour des applications pharmaceutiques et biotechnologiques. L’effort s’est concentré sur la production de vaccins candidats contre les maladies virales, y compris celles causées par des virus enveloppés.
Une critique publiée dans la revue Vaccins, ont exploré l’histoire et l’état actuel des vaccins candidats produits à partir de plantes contre les virus enveloppés, en se concentrant sur les particules pseudo-virales (VLP), qui imitent les structures virales authentiques sans contenir de matériel génétique infectieux.
L’étude menée par des chercheurs du John Innes Centre, en Angleterre, vise à faire la lumière sur les VLP et comment elles peuvent être utilisées dans la recherche de vaccins candidats efficaces contre les virus.
Que sont les VLP ?
Des particules pseudo-virales (VLP) ont été produites en tant que vaccins candidats dans les plantes. Aujourd’hui, les VLP sont les meilleurs candidats pour des vaccins sûrs, immunogènes, efficaces et abordables. Les anticorps, vaccins et microbicides d’origine végétale ont suscité une attention considérable et se sont révélés extrêmement prometteurs.
Les macromolécules auto-assemblantes, comme les VLP, ont été utilisées comme l’un des moyens les plus efficaces pour induire une réponse immunitaire chez les receveurs. Par conséquent, de nombreux vaccins recombinants et candidats vaccins sont basés sur des VLP, consistant soit en un échafaudage commun où les séquences antigéniques sont affichées, soit dans des virus, des VLP non infectieuses du virus parental lui-même.
Les plantes offrent des avantages pour le développement de vaccins en raison de rendements élevés et de faibles coûts. De plus, ils peuvent être administrés par voie orale et il est très peu probable qu’ils soient contaminés par un agent pathogène de mammifère adventice.
L’article
L’examen vise à se concentrer sur les efforts visant à produire des candidats vaccins contre les virus enveloppés dans les plantes, en particulier sur les VLP.
Pour créer des VLP de virus enveloppés dans des plantes, deux approches sont requises. Tout d’abord, identifiez les protéines dérivées du virus qui s’auto-assemblent à l’intérieur des cellules infectées et expriment les protéines soit par transgénèse stable. Après quoi, la production de VLP repose sur la capacité des protéines à interagir avec les membranes végétales.
La deuxième approche implique l’utilisation d’un échafaudage préformé pour présenter des séquences antigéniques de virus enveloppés afin de produire des VLP spécifiques au virus. Les échafaudages les plus populaires sont les particules de virus végétaux, y compris le virus de la mosaïque du niébé (CPMV), le virus de la mosaïque du tabac (TMV), le virus du rabougrissement de la tomate (TBSV), le virus X de la pomme de terre (PVX) et le virus de la mosaïque du concombre (CMV).
Les particules de virus sont également utilisées comme échafaudages pour la présentation d’antigènes dans les plantes, comme l’antigène central du virus de l’hépatite B (HBV) (HBcAg) produit dans les plantes. De plus, des molécules non virales comme la flagelline sont également utilisées pour présenter l’épitope M2e du virus de la grippe.
Des diagrammes illustrant les principaux éléments structurels des clades de virus sont décrits dans cette revue. La bande de fond vert foncé représente l’enveloppe lipidique et les autres éléments représentent les protéines structurelles virales. Le bleu représente les protéines de capside tandis que le jaune/orange représente les glycoprotéines de surface liées à la membrane.
VLP de virus enveloppés
La première VLP d’un virus enveloppé à être produite dans les plantes contient l’antigène de surface de HBC (HBsAg). Cette protéine interagit avec les phospholipides des membranes cellulaires hôtes pour former des particules virales et sous-virales au cours de l’infection par le VHB. De plus, les scientifiques ont découvert que l’HBsAg s’assemble en structures imitant les particules sous-virales, même si seuls de faibles niveaux s’accumulent dans les feuilles des plants de tabac transgéniques.
Le VHB a également été créé dans diverses plantes comestibles telles que les bananes, les tomates, la laitue, le lupin et les pommes de terre. Il a été efficace pour déclencher une réponse immunitaire contre le VHB lorsqu’il est administré par voie orale à des souris et à des humains. L’HBsAg produit dans les tubercules de pomme de terre transgéniques était réticulé par des liaisons disulfure et formait des structures tubulaires.
L’HBsAg a été surnommé l’une des grandes réussites de l’agriculture moléculaire des virus enveloppés. Outre l’HBsAg, des particules d’antigène central du VHB (HBcAg) ont également été produites dans les plantes.
La plupart des études sur les antigènes du virus de la grippe et les VLP produits par les plantes sont venues après le succès de l’HBsAg. Même si l’expression a été principalement obtenue via une expression transitoire dans les feuilles de tabac, l’expression de l’hémagglutinine (HA) immunogène dans les graines de tabac s’est révélée prometteuse. La nucléoprotéine de la grippe a également été exprimée dans les graines de maïs.
Plantes de tabac. Crédit d’image : Piyawat Nandeenopparit/Shutterstock
En outre, deux essais de phase 3 ont montré que les VLP HA à base de plantes protègent contre les maladies respiratoires et les syndromes grippaux causés par les virus de la grippe chez les adultes. Actuellement, le vaccin est examiné par des experts en santé publique du monde entier.
La pandémie actuelle de la maladie à coronavirus (COVID-19) a exhorté la communauté scientifique à trouver un vaccin efficace contre le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2). En conséquence, la communauté de l’agriculture moléculaire végétale s’est mobilisée pour développer une protéine candidate vaccinale sous-unitaire produite à partir de plantes.
Medicago a utilisé son expérience avec les VLP de la grippe pour produire un candidat vaccin VLP contre le SRAS-CoV-2. D’autres groupes travaillent sur des VLP qui peuvent lutter contre la crise sanitaire mondiale actuelle.
Les autres VLP utilisées dans diverses études comprennent celles ciblant les rhabdovirus, les Flaviviridae, les alphavirus, le virus de l’immunodéficience humaine (VIH), le virus de la maladie de Newcastle et d’autres familles de virus.
Dans l’ensemble, les trois dernières décennies ont vu le développement de candidats vaccins produits à base de plantes contre les virus enveloppés.
« Cela suggère que les VLP ont tendance à faire les candidats vaccins les plus prometteurs contre les virus enveloppés, mais cela pourrait également indiquer que le développement clinique nécessite le développement d’une société privée bien financée telle que Medicago, qui est responsable du développement clinique à la fois de la grippe et SARS-CoV-2 VLP », ont noté les chercheurs dans l’étude.
L’interaction et le partenariat à long terme entre les scientifiques de l’agriculture moléculaire végétale et l’industrie en pleine croissance sont essentiels pour atteindre le succès des vaccins produits à partir de plantes.
