A PROPOS DES IMMUNO-ADJUVANTS (*)

P. BERNARD et J .G . BERNARD (**)

RESUMI~ SUMMARY

Les i m m u n o - a d j u v a n t s sont , snit des bact6r ies n o n pa- thog~nes , soi t des ex t ra i t s de baet6r ies d o n t los pr ine i - pa les son t los myeobae t6 r i e s et les eorynebae t6 r ies . Des subs t ances m i n 6 r a l e s son t 6 g a l e m e n t ut i l is6es. E n ou- t re n n e i m m n n o s t l m u l a t i o n a e e o m p a g n e les i n f e c t i o n s pa ras i t a i r e s . Les r6ae t ions loeaIes, an n i vean d u gan- g l ion te r r i to r ia l , et s n r l~ensemble dn ~yst~me i m m u n o - l o g i q u e son t m a i n t e n a n t b i en e o n n u e s . L e u r innoeu i t6 est eer ta ine . JLeur effet s u r la r 6 p o n s e sp6c i f i qne et s u r la nt ise e n oeuvre des d6 fenses i m m u n i t a i r e s de l ' o r g a n i s m e est i m p o r t a n t . Ces p rop r i6 t6 s on t a m e n 6 r a p i d e m e n t h los u t i l i se r p o u r o b t e n i r a n m e i l l e u r ren : d e m e n t des vacc ina t ions pu i s n n e eondu i t e p lu s ais6e des t r a i t e m e n t s de d6sens ib i l i sa t ion sp6e i f ique . Dept t l s pen , gr$ee Zt olios, r i m m n n o s t i m u l a t l o n a pr i s u n e p lace de eho ix dans le t r a l t e m e n t des i n f ec t i ons e h r o n i q u e s pu i s des a f fee t lons eane6reuses , clans la p h a s e de r6- m i s s i o n o b t e n n e apr~s le t r a i t e m e n t ini t iaI , qn ' i l soi t e h l m i o t h 6 r a p i q n e , eh i ru rg i ea l on au t r e .

I m m u n e - a d j u v a n t s . - - The immune-adjuvants are either non- pathogenic bacteria, or bacterial extraets, of which the most important are the myeobacteria and the eorynebaeteria. Mine- ral substances are also used. Furthermore, immunostimulation accompanies parasitic infections. Local reactions in the regio- nal lymph nodes and in the whole immunological system are now well known. They are definitely innocuous. Their effect on the specific response and on the stimulation of the immune defenses of the organism is important. These proper- ties led rapidly to their use in vaccination to obtain a better response, and also in specific descnsitisation. Recently, thanks to immune-adjuvants, immunos t imu la ' t i on has been used in the treatment of chronic infections and cancer, during the stage of remission obtained after initial treatment, whether by chemotherapy, surgery or radiotherapy.

MOTS CLES MEDLINE : Adjuvant~ immunoloqiques - Hypersen- sensib'lit6 re~ard6e - Hypersensibilit6 imm6diale - Infection * im- munoloqie.

INDEX TERMS : Adjuvants, immunoleqie - Hypersensitivity, delayed - Hyper~er~itivity, immedi,*te - Infection * immunology.

Stimulation de l ' immunitd par des substances immunologiquement inertes, tel dtait 1,e but pour- suivi par RAMON (1926) lorsqu'il injectait une sus- pension de tapioca en m6me temps qu'une anatoxine pour augmenter le taux en anticorps du s6rum du cheval producreur d'antitoxine. Cet essai faisait suite h la constatation que cos taux s'dlevaient lors- que l 'animal prdsentait des abc~s aux points d'injec- tion. De eett'e observation ddbute l'histoire des immune-adjuvants. D'abord limitde h l 'animal qu'on hyperimmunisait pour obtsnir un sdrum plus fiche en anticorps sp6cifiques, cette notion s'dtendit aux vaccinations humaines, dans le but d'am61iorer la

protection spdeifique. Et actuellement, les mdthodes immunologiques de traitement du cancer font appel aux stimulations gdndrales du syst~me immunitaire dans lesquelles ],es immune-adjuvants jouent un r61e important. Le but de la Troisibme journde d'immuno.allergologie microbienne de l'HSpital de l 'Institut Pasteur dtait de faire le point actuel d,e ce probl~me.

Nous en r6sumerons d'abord les aspects histologb ques et immunologfqttes.

De la rdaction gdndralisde induite par cos immunostimulants rdsulte nne stimulation des cel-

(*) D'apr6s les noles et documents recueillls lots de Ia Trois!6me journ6e d'immuno-aHergoloqle de l'H~pital de l'Ins- ti[ut Pasfeur, 12 mars 1977 (pour la bibliographic, se reporter au volume des r6sum6s).

(**) 108, boulevard Raspal], 75006 PARIS (France).

• BERNARD P., BERNARD ].-G. -- A r~-o~)os dos ~mmuno-

I ctdjuvants, l~ev. fran~. AIlerqol., I977, 17 (n ° 3), 165-168.

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lules immunocompdtentes de l'h6te, mais 6galement une mobilitd accrue des cellules mono-maerophagi- ques avee augmentation d'e leurs capacitds de baet6- ricidie ainsi que de limitation de la multiplication ou de destruction des eellules tumorales. Cette activation est spdeifique par contact des macropha- ges avec des lymphocytes sensibilis6s en pr6sence de l'antig~ne sensibilisant. Elle est non spdcifique chez un animal prdalablement sensibilis6 h des substan- ces n'ayant aucune communaut6 antig6nique avec l 'agent immunostimulant.

La rdaetion inflammatoire (ou granulomateuse) loealis6e, provoquge par des substances non diffu- sibles et non antig6niques semble d'autre part sus- ceptible de libdrer des m6diateurs capables de stimu- ler h distance les effecteurs de l ' immunit6.

I1 y a en quelque sorte conjonction entre la pro- duction d'anticorps spdcifiques et l'activitd des cel- lules destructives, ces deux fonctions 6tant non sp6- eifiquement favoris6es par l ' immunostimulation.

L'aspect immunologique de l ' immunostimulation serait done complexe. Elle entrMne une eapacitd des cellules immunocomp&entes de l 'hfte h r6pon- dre h une stimulation antiggnique qui, normale- ment, ne provoquerait pas de rdponse ou m6me entralnerait une tol&ance.

Dans les rdaetions d'hypersensibilit~ retardde (HR), elle induit une activation de l ' immunit6 cel- lulaire, modifiant ainsi les modalit6s de sa r6aetion immunitaire :

- - Chez les sujets r6agissant peu h l'antighne dilu6, l ' injection d'adjuvant provoque une augmen- tation importante des rdactions d'hypersensibilitd. S'ils out spontan6ment des r6actions importantes ils induisent une inhibition, voire une suppression de l'hypersensibiHt6.

- - Chez les sujets n,e r6agissant pas, m6me h des doses importantes d'antig~ne seul, une association avee un immuno-adjuvant permet d'obtenir, au bout de trois semaines, une r~action cutan6e d'hy- persensibilit6 retard6e.

- - Certains sujets atteints d'une infection chro- nique h germes identifi6s ne paraissent pas stimu- lables par l 'adjuvant.

Ces constatations am~nent HI~NOCQ h demander que, Dour tout sujet atteint d'une affection chronique en rapport avee l ' immunit6 h m6diation cellulaire, les modalit6s d e sa r6ponse immunitaire soient explor6es, avec les tests habituels de I 'HR mais aussi avec l'6Dreuve de stimulation/inhibition par l 'adiu- vant. Les rgponses devraient guider l 'aititude thd- rapeutique.

Dans les r~actlons d'hypersensibilit6 immddiate, Faction des adjuvants est moins nette. Cep,endant BINAGHI et BENAGERRAF ont montr6 exp6rimentale- ment quc la production des r6a~ines pouvait ~tre auament6e si l'antig~ne 6tait adminsitr6 avec un adjuvant. De m~m,e les antig~nes parasitaires sont

• P. BERNARD ET ]. G. BERNARD1/

tr~s efficaces pour potentialiser une rdponse rdagi- nique h un antigbne donnd.

Un hombre important de facteurs intervient dans la variabilitd des rdponses (ee qui en rend l'analvse diffieile) et en particulier la vole d'introduetion "de l'antig~ne, les doses (il y a meilleure r6ponse aux faibles qu'aux fortes), le type de l 'adjuvant (l'extrait de Pertussis est plus actif que celui de Freund, lui- m6me plus efficaee que celui de Corynebacterium parvum), la sdquence de l 'administration de l'anti- g~ne et de l 'adjuvant, etc.

I1 semble en fait que la premiere exposition compte plus que la seconde. Des immunisations suecessives amdneraient une baisse du taux de rda- gines. I1 ne faut pas oublier cependant que le taux des IgE s~riques n'est que I'indice impr6cis d'une sensibilisation des eellules effectrices (mastocytes et basophiles), ce qui ajoute h l'impr6cision de ces recherches.

Quels sont les principaux adjuvants utilisds ?

Parmi les produits bactdriens, l 'adjuvant de Freund et des extraits de Nocardiae et de Coryne- bactdries ont ~t6 les plus 6tudi6s.

La d6gradation de la paroi des mycobact~ries par le lysozyme a permis de sdparer des fragments hydrosolubles fortement adjuvants. Une digestion enzymatique conduit h l'isolement de l'unit6 active minimale dont la synth~se est maintenant rdalis6e. Ainsi est n6 le MPD (muramyl.dipeptid~) Pasteur, actuellement largement utilis6. Son avantage est d'6tre aetif, non en 6mulsion eau/huile, mais en solution aqueuse, m~me s'il est inject6 par une autre voie que l'antig~ne (en particulier par la vole orale). Les propridt6s de cette mol6cule peuvent se rdsumer ainsi :

- - elle n'est ni immunog~ne, ni antig6nique, ni mitogSne, rdalisant les trois conditions exigibles h l'utilisation en clinique d 'un immunostimulant ;

la c'ellule cible semble le lymphocyte T et non l'aetivation du syst~me rdtieulo-endothdlial ;

elle ne favorise pas l'hyperr6activit6 h la tu- berculine ni aux endotoxines et n ' induit pas de polyarthrite adjuvante ;

- - elle n'a aucun effet pyrogbne. Le BCG est par ail1~urs largement utilisd dans

l ' immunothdrapie antitumorale. Sa multiplication et sa persistance dans l'organisme entrainent une rdaction granulomateuse loealisde on dissdminde h laquelle participent 1,es systbmes lympho-monocy- taire et r&ieulo-endoth61ial.

BIZZINI et MARO out isol6 une fraction immuno- stimulante provenant des corps bactdriens ddlipidds de Corynebacterlum grtmulosum, dite P 4 0 (car apvartenant h la fraction insoluble pr6cipit~e par le sulfate d 'ammonium h 40 p. cent de saturation). Elle est stable et r6siste aux essais de dggradation chimiques ou enzymatiques.

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La fraction P 40 augmente la granulopexie e t l a rdsistance aux infections bactdriennes ; chez la souris trait& par cyclophosphamide, elle rdtablit une rdponse normale (el m6me a u g m e n t & ) a u x injec- tions d'antigbne. Son action s'exerce rant sur la r6ponse primaire que lors de la stimulation secon- daire. Enfin elle inhibe, chez la souris, 1~ d6velop- pement de tumeurs greff6es.

DUPONT et DROUIET ont dtudid Faction des im- muno-adjuvants dans la candidose exp6rimcntale de la souris. Ils utilisent en parallble l ' immunisation spdcifique h l'aide d'une prdparation de Candida al- bioans tud, et l 'inlmunisation par la fraction C40 ou par le BCG vivant (Immuno BCG Pasteur F). Avec ces substances ils observent un certain degr6 de protection des animaux testds awec un retard de quelques jours de la mort des animaux prot6g6s par rapport aux tdmoins. La meilleure potentialisation est obtenue par l'association P40 + paroi et con- tenu eytoplasmique de Cartdida albicans.

Parmi les immuno-adjuvants, il faut citer les produits mindraux qui sont essentiellement l'hydro- xyde et le phosphate d'aluminium ainsi que le phosphate de calcium. Ce dernier est en particulier utilisd dans la composition des vaccins purifids de l 'Institut Pasteur : constituant naturel de l'orga- nisme, son gel absorbe de fa~on compdtitive et sta- ble les antigbnes et, en particulier, les anatoxines.

L'in[ection parasitaire est dgalement susceptible d'entralner une immunostimulation non spdcifique. Cette action a dtd surtout dtudi& chez la souris et le rat dans la prdvention des tumeurs naturelles ou ~reffes. Mais elle s'exerce dgalement h l'6gard des infections virales, bact6riennes ou fongiques (Toxo- plasma gondii).

La potentialisation de la production d'IgE sdri- ques a 6td dgalement observ&. Dans un module d'in- fection h S. mansoni, CAMUS a pu observer en dd- tail c~tte rdaction.

Mais il existe 6~alement une potentialisation de la production d'IgE auti-ovalbumine h laquelle les animaux avaient dt6 pr&lablement sensibilisds. Lh 6galement, eette activitd semble ~tre patrols contre- balancde par des phdnom~nes d'immunosuppression.

L'utilisation en cIinique humaine se fait dans le sens de l'am61ioration de la r6sistance spdcifique et de la stimulation non sp6cifique du systbme de d& lense immunitaire.

Les vaceins adsorbds sur phosphate de calcium provoquent une rdponse immunitaire dlevde et per- mettent h la lois de diminuer ]es doses en utilisant des anatoxines tr~s purifiges et de diminuer le nom- bre d'injections. Cet adjuvant est aussi utilis6 pour l'es vaecins anti-Doliomy61itique et anti-coquelu- eheux. I1 permet l'association de ces divers antig$- nes. Ceei augmente les possibilitds de vaccination des sujets fragiles : femm,es enceintes, allergiques,

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etc., et permet de larges associations vaccinales, sim- plifiant ainsi les procddures d'immunisation vis-h- vis de nombreuses maladies infectieuses. En outre, dans les vaccinations de masse, il est possible, avec ces prdparations, d'utiliser un injecteur sous pres- sion sans aiguille.

Ces adjuvants mindraux soul aussi ,employds dans les traitements de ddsensibilisation sp6eifique des allergiques. L'hydroxyde d'aluminium est utilisd h l 'Institut Pasteur. La fixation de l'allergbne est pra- tiquement complbte, le surnageant d'une prdpara- lion centrifug& ne prdsentant qu'une faible aetivitd: allergdnique. La toldranee locale est bonne : au lieu de la rdaction locale et transitoire qui suit l'inj,ec- lion de l'allerg~ne soluble, se forme un granulome macrophagique ddveloppd autour des granulocytes retenant l'antig~ne. Dans les ganglions loeo-rdgio- naux s'observe, en plus de l'hyperplasie des follicu- les lympho~des, une infiltration plasmoeytaire des cordons. Fixation locale de l'antigbne, renforcement de la r6action ganglionnaire et infiltration de cellu. les protectrices d'anticorps sont l~s trois ph6nom~ nes observables.

Cet effet permet d'utiliser des doses moindres, tout en espa~ant les injections, ee qui entralne dans les traitements de ddsensibilisation une meilleure s6euritd d'emploi (par le moindre hombre d'acci- dents secondaires) et un meilleur confort du malade (par la diminution du nombre d'injections).

Les immuno-adjuvants (fraction PC0) ont 6t6 uti- lis6s par MEAUME et collaborateurs dans le traite- ment des infections r6cidivantes des voles respira- toires. Ces auteurs distingu,ent eeux qui pr6sentent une forte r6activit6 cutan& aux bactdries. L'exis- tence d'une rdaction syndromique permet d'identi- tier une sensibilisation allergique et ambne h con- duire un traitement de ddsensibilisation h faible dose. Par contre eeux qui prdsentent une rdactivit6 eutande faible ou absente sont considdrds comme hypo- ou anergique. L'adjonction d'un immuno, adjuvant h u n vaccin microbien permet alors de re- lancer l ' immunit6 h m6diation cellulaire et d'obte- ni t souvent des am61iorations importantes de leur ~tat elinique.

Actuellement l 'attention est surtout attir& sur la place de l ' immunothdrapie dans le traitement du cancer. Dans la leucdmi~ aigu~ lymphoblastique, ~/[ATI-I~ l'utilise h titre de traitement de la maladie rdsiduelle aprbs une chimiothdrapie cytordduetrice relativement courte (9 tools). Le rdsuhat obt,enu est nettement supdrieur h celui d 'une ehimiothdrapie d'entretien.

Cet autenr utilise surtout l ' Immuno-BCG Pas- teur F qui, ainsi que eertaines prdparations de Bru- cella et de Corynebacterium, induit des effets anti- tumoraux notables. I1 a dtendu son emploi au trai- tement de la maladie rdsiduelIe, aprbs chimiothdra- pie ou autre traitement antdrieur, dans des cas de leucdmie aigu~ mydlo~de, de maladie de Hodgkin,

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de lymphosarcomes, de cancers du poumon opdrds, de mdlanome et de cancer de la vessie. I1 l'utilise aussi dans le traitement des cancers avancds oh sa combinaison avec Ia chimiothdrapie se montre plus efficace qu~ celle-ci isolde.

En conclusion, les dtudes modernes nous ont :mends bien au-del~ de la ddcouverte, en pattie intui- tive, de RAMON. L'dtude des substances immuno- adjuvant~s nous a permis d'en mieux connaltre les qualitds, d'isoler et de purifier les substances aeti- yes, de prdciser leur impact et le type de cellules

immunoeompdtentes qu'ell~s mettent en jeu, d'ap- prdcier leurs effets immunologiques (dans tous leurs aspects spdcifiques ou non), d'en prdciser les indica- tions dans la ddfense antibactdrienne de l'organisme comme dans la ddsensibilisation thdrapeutique.

Actuellement nous disposons de substances ma- niables, h action puissante et ~ toldrance parfaite. Ell, es permettent de s'engager dans de nouvelles voles thdrapeutiques, dont eelle du cancer, oh l'im- munostimulation joue un rSle non ndgligeable comme compldment des autres thdrapeutiques et en particulier de la chimiothdrapi~.

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