BADIE Aurélien

SERRANO Hélène

Master Expression Génique et Protéines Recombinantes

La maladie d’Alzheimer enimmunothérapie

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Sommaire

Introduction…………………..………………………………………….……….……..….3

Capture de la forme oligomérique pardes anticorps monoclonaux dans le cerveau de rats………………………………..……7

• Cibles des anticorps monoclonaux, spécificité et reconnaissance in vitro………….7

• Effet « protecteur » des anticorps sur la LTP……………………………………….8

• Reconnaissance des formes oligomériques in vivo………………………………..10

Production d’anticorps endogènes, caractérisation des anticorps……………...………11

• Immunisation active par le peptide Aβ……………………………….….….….….11

• Protection des anticorps endogènes et liaison aux espèces oligomériques…..…….12

Conclusion – perspectives………………………………………………………..…...….13

Bibliographie……………………………………………………………………...………17

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Etude de la publication : Klyubin I, Walsh DM, Lemere CA, Cullen WK, Shankar GM,Betts V, Spooner ET, Jiang L, Anwyl R, Selkoe DJ, Rowan MJ. Amyloid beta proteinimmunotherapy neutralizes Abeta oligomers that disrupt synaptic plasticity in vivo.Nat Med. 2005 May;11(5):556-61.

Introduction

La maladie d’Alzheimer est une maladie neuro-dégénérative irréversible du système

nerveux central associée à une perte progressive de la mémoire et des fonctions cognitives.

Elle survient généralement autour de 65 ans et concerne environ 350000 personnes en France

ce qui représente 5% de la population de plus de 65 ans et 20 % des plus de 80 ans.

La maladie se manifeste par des troubles de la mémoire, des troubles

comportementaux et une perte d’autonomie dans la vie quotidienne.

La maladie d’Alzheimer se caractérise par différents types de lésions :

-l’atrophie corticale : perte importante du poids du cerveau (8 à 10% en 10 ans

contre 2% chez un sujet sain) avec atteinte précoce des neurones cholinergiques (neurones

impliqués dans le processus de mémorisation) dans l’hippocampe.

-Les plaques séniles : ce sont des dépôts protéiques extracellulaires d’une

substance amyloïde constituée de filaments d’un polypeptide de 39 à 43 acides aminés : le

peptide β amyloïde (peptide Aβ), la forme constituée de 42 acides aminés étant la forme la

plus toxique (Aβ1-42).

-Les dégénérescences neurofibrillaires : dépôts de la protéine Tau

anormalement hyperphosphorylée formant des filaments hélicoïdaux à l’intérieur des

neurones.

Mais le mécanisme moléculaire expliquant la neurodégénérescence caractéristique de

la maladie est encore hypothétique. Plusieurs hypothèses ont été proposées (Parihar 2004,

Exley 2005, Tanzi 2005), mais l’hypothèse la plus communément admise est celle de la

cascade amyloïde (Hardy 2002, Tanzi 2004). Dans le cadre de celle-ci, la

neurodégénérescence est due aux dépôts de peptide Aβ dans le cerveau. Ces dépôts

proviennent d’une accumulation des formes oligomériques (dimère et trimère) du peptide

Aβ1-42.Ils sont dus à une augmentation de la formation du peptide Aβ1-42 suite à des

mutations dans certains gènes (décrits par la suite). Cette hypothèse, confortée par plusieurs

observations, a depuis évolué, mais est encore sujette à controverse car la corrélation entre les

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dépôts d’amyloïde et la gravité de la maladie (perte de mémoire et mort cellulaire) n’a pas été

expérimentalement établie (Arriagada 1992, Mattson 1997).

Au moins quatre gènes sont impliqués dans la régulation du métabolisme du peptide Aβ et

jouent un rôle dans l’apparition de la maladie : les gènes de L’APP (amyloid β precursor

protein) , de la PS1 (presenilin I), de la PS2 (presenilin II) et de l’ApoE (apoenzyme E ;

Parihar 2004, Steiner 1999, Ling 2003).

La protéine APP est une protéine transmembranaire très répandue dans le système

nerveux central et située au niveau des extrémités nerveuses et de la synapse. Elle a plusieurs

rôles dans la cellule tels que l’interaction cellule-cellule, récepteur de surface et facteur de

croissance (Reinhard, 2005)

Figure 1 (Sisodia 2002) : Maturationprotéolytique de l’APP.

L’APP mature va être clivéepar deux voies différentes : -l’αsécrétase va permettre de générer lesfragments APPsα et α-stub qui va àson tour être clivée par la γ sécrétaseet former le peptide p3. La voie de laβ secretase va donner les fragmentsAPPsβ et βstub qui lui, sera clivé pourformer le peptide Aβ 1-42 ou 1-40.L’oligomérisation de ces peptides vaentraîner la formation de fibrilles quivont s’agréger dans le cerveau pourformer les plaques séniles.

Le peptide Aβ, résultant du clivage protéolytique de l’APP par les deux protéases β et

γ sécrétase, adopte dans se forme pathologique une structure en feuillets β insolubles qui vont

former des agrégats extracellulaires dans le cerveau : les plaques séniles. L’augmentation de

la formation de ces peptides est due à des mutations dans certains gènes : APP, PS1 et PS2 :

les mutations dans l’APP ont pour conséquence un clivage préférentiel des γ-sécrétases. Les

mutations dans les protéines PS1 et PS2 qui appartiennent au complexe des γ-sécrétases

augmentent aussi l’affinité de celles-ci pour l’APP entraînant une augmentation de la

production de peptides Aβ1-42. La mutation du gène ApoE (allèle ApoE4) va diminuer

l’élimination du peptide Aβ par un mécanisme partiellement élucidé. La substance amyloïde

est produite normalement dans la cellule puis dégradée, mais lors de la maladie il y a

surproduction de peptides β amyloïde ou un défaut de dégradation entraînant l’accumulation

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de ces peptides dans le cerveau. Ceci entraîne l’activation d’une réponse immunitaire

inflammatoire chronique qui se traduit par la sécrétion de radicaux libres par les cellules du

système immunitaire qui sont neurotoxiques.

Dans des conditions physiologiques normales, le ratio de peptide Aβ1-40/Aβ1-42 est

de l’ordre 1/10. La forme Aβ1-42 joue un rôle majeur dans la maladie du fait de sa capacité

d’agrégation et de sa neurotoxicité plus importante comparée à Aβ1-40.

Des analyses cristallographiques et RMN ont pu démontrer la présence de feuillets β

parallèles et antiparallèles dans les fibrilles Aβ en fonction de leur séquence en acides aminés

(Irie 2005). Le peptide Aβ1-42 s’agrègerait selon le modèle suivant (figure2)

Figure 2 (Luhrs, 2005) : Modèle d’agrégationdu peptide Aβ1-42 en fibrilles.

Les peptides Aβ interagissent entre eux auniveau des feuillets β

β 1 : feuillet β (18-26)β 2 : feuillet β (31-42)1 peptide β par couleur

Les traitements thérapeutiques actuels ne permettent pas la guérison de la maladie

mais juste un ralentissement de sa progression. Les médicaments aujourd’hui disponibles sur

le marché sont des anticholinestérasiques : ils inhibent l’enzyme responsable de la

dégradation de l’acétylcholine (neurotransmetteur) dans le cerveau. En effet, chez les sujets

malades, ce neurotransmetteur est moins produit car les neurones à acétylcholine sont les

premiers touchés dans la maladie d’Alzheimer.

De nouveaux produits tels que des antioxydants et des activateurs du métabolisme neuronal

sont en évaluation mais pas encore sur le marché. Les axes thérapeutiques envisagés sont

relativement variés, par exemple :

-des inhibiteurs des sécrétases β et γ ou des inducteurs de l’α sécrétase

-inhibition de l’agrégation des peptides Aβ par liaison avec des analogues

empêchant la formation de feuillets β

-le peptide CAD106 permet la production d’anticorps dirigés contre le peptide

Aβ, inhibant ainsi la formation des plaques

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-le clioquinol est un chélateur des ions cuivre et fer et empêche donc

l’oxydation des métalloprotéines telles que le peptide Aβ

-la vaccination par immunisation contre le peptide Aβ

C’est donc à cette dernière que nous allons nous intéresser, il en existe deux types :

l’immunisation passive et l’immunisation active (figure3).

Figure 3 (Dodel 2003) :Immunisation passive et active.

L’immunisation passiveconsiste à injecter directementles anticorps dans la sourismalade alors quel’immunisation active a pourprincipe d’injecter le peptideAβ directement dans la sourisafin de stimuler la productiond’anticorps dirigés contre lepeptide. (Schenck 2002)

Dans l’immunisation passive, on injecte directement l’anticorps dans le cerveau alors

qu’en immunisation active, on injecte le peptide Aβ afin de stimuler la production d’anticorps

endogènes dans le but d’éliminer les plaques séniles dans le cerveau. Lors d’études

préliminaires (Dodel 2003), il a été montré que l’injection de peptides Aβ1-42 pré-agrégés

dans des souris transgéniques exprimant la protéine APP humaine mutée, entraînait une

réduction importante des dépôts Aβ dans l’hippocampe. De grandes concentrations

d‘anticorps dirigés contre le peptide Aβ ont été trouvées dans les souris immunisées et sont

probablement nécessaires à l’élimination des plaques. Aucun signe de dommage cellulaire n’a

été observé suite à l’immunisation. Les auteurs ont démontré lors de travaux précédents que

l’espèce active du peptide Aβ était la forme oligomérique.

Au cours de précédentes recherches (Walsh 2002), les auteurs ont démontré que la

forme toxique in vivo chez la souris du peptide Aβ était la forme oligomérique. Cette forme

d’agrégation, soluble in vivo inhibe la potentiation à long terme (LTP), mécanisme

intervenant dans le processus de mémorisation chez l’organisme et qui permet également de

mesurer la plasticité synaptique (Bliss 1993, Elgersma 1999).

Auparavant, la cible principale en immunothérapie était les plaques séniles, composées

d’un enchevêtrement de fibrilles de peptide Aβ. Les plaques représentent la forme toxique du

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peptide dans le cadre de l’hypothèse de la cascade amyloïde et seul leurs éliminations étaient

observées. Les tests cliniques ont dû cependant être arrêtés suite aux encéphalites apparus

chez certains patients (Senior 2002, Dodel 2003,).

Suite à leurs précédents travaux, les auteurs ont donc envisagé une stratégie en

immunothérapie qui ciblerait la forme oligomérique, responsable de la neurotoxicité en

observant l’effet des anticorps sur la LTP.

I) Capture de la forme oligomérique par des anticorps monoclonaux dans le cerveau de

rats.

Les auteurs ont dans un premier temps cherché à démontrer la validité de l’approche avec des

anticorps directement ciblés contre la forme oligomérique du peptide.

Ils ont donc choisi auprès de sociétés des anticorps monoclonaux pré-existant, disponibles et

dirigés de manière spécifique contre le peptide Aβ1-40 et Aβ1-42 : les anticorps 6E10 et 4G8.

- Cibles des anticorps monoclonaux, spécificité et reconnaissance in vitro.

Les auteurs ont dû, dans un premier temps, déterminer la région la plus intéressante à cibler

dans leur stratégie. Des études précédentes ont montré l’importance des régions N-terminale

et médiane des feuillets β dans l’agrégation des peptides en fibrilles (figure 2). C’est

pourquoi, les auteurs ont choisi l’anticorps 6E10 monoclonal dirigé contre la partie N-

terminale 1-17 (épitope constitué des acides aminés ) du peptide Aβ1-42 et l’anticorps 4G8

dirigé contre la partie médiane 17-24 (épitope constitué des acides aminés ) du peptide Aβ1-

42.

Une expérience d’immunoprécipitation a été menée pour mesurer la spécificité des

anticorps et la reconnaissance des formes oligomériques (dimère et trimère) par les anticorps.

Au cours de cette expérience, les cellules CHO ont été transformées pour le gène de l’APP

muté (isoforme de 751 acides aminés). Les cellules sont alors appelées 7PA2 et expriment de

manière constitutive le peptide Aβ. Le peptides Aβ contenu dans le milieu de culture a été

ensuite immunoprécipité avec les anticorps 6E10, 4G8 et 9E10. L’anticorps 9E10 est de

même isotype que 6E10 mais est spécifique de la protéine c-myc).

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Figure 4 : gel SDS-PAGE des produits obtenus parimmunoprécipitation.

C1 : immunoprécipitation avec 6E10C2 : immunoprécipitation avec 6E10 dénaturéC3 : immunoprécipitation avec 4G8C4 : immunoprécipitation avec 9E10

L’anticorps 6E10 semble présenter une affinité pourles formes oligomériques plus importante que 4G8.

T, D, M : trimère, dimère, monomèreP3 : fragment de digestion de l’APP751 (voir figure 1)

On peut observer à partir de la figure 4 que les deux anticorps co-immunoprécipitent

avec les différentes formes solubles du peptide Aβ. 6E10 et 4G8 reconnaissent à la fois la

forme monomérique et oligomérique du peptide Aβ, bien que l’anticorps 4G8 semble plus

affin de la forme monomérique.

Pour 6E10, les contrôles réalisés (colonne C2 et C4, figure 4) permettent de valider la

spécificité de l’interaction au niveau des sites de liaison à l’antigène. Nous ne pouvons pas

déterminer l’affinité relative des deux anticorps pour le peptide Aβ à partir des résultats de

l’expérience (aucune information ne nous indique qu’une quantité égale de solution obtenue

après immunoprécipitation a été déposée dans chaque piste du gel), mais néanmoins, des

résultats obtenus précédemment (données non communiquées) semblent indiquer que la

capacité relative de l’anticorps 4G8 à co-immunoprécipiter le peptide Aβ de milieu de culture

7PA2 est cinq fois supérieur à celle de l’anticorps 6E10.

- Effet « protecteur » des anticorps sur la LTP.

Les anticorps exogènes, qui reconnaissent in vitro la forme oligomérique, ont ensuite

été co-injectés au niveau intracérébroventriculaire à des rats avec une solution contenant le

peptide Aβ.

L’enregistrement des potentiels post synaptiques excitateurs (PPSE) a été fait pendant

trois heures et permet de voir l’évolution de la LTP au cours du temps (figure 5A). La LTP est

induite une dizaine de minutes après l’injection des composés. Le PPSE a été mesuré avant

l’injection (correspondant au niveau de base) et après l’injection. Les résultats sont présentés

sous forme de graphique avec l’amplitude du PPSE (présenté sous la forme d’équivalent au

pourcentage de la ligne de base) en fonction du temps (figure 5B, 5C).

C1 C2 C3 C4

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L’injection de peptide Aβ se traduit par une inhibition de la LTP. L’amplitude du

PPSE revient à sa valeur initiale en trois heures environ (figure 6A). Notre objectif est donc

d’empêcher cette inhibition à partir des anticorps monoclonaux 6E10 et 4G8.

Lorsque le peptide est injecté simultanément avec l’anticorps 6E10, il n’y a pas retour

du signal à sa valeur de départ : il y a donc induction de la LTP (figure 6A). L’anticorps 6E10

permet de neutraliser l’effet inhibiteur du peptide Aβ.

Il en va de même lorsqu’il s’agit de l’anticorps 4G8. Nous pouvons observer que malgré

l’injection de milieu contenant le peptide Aβ, la LTP est induite (figure 6B).

Des contrôles positifs (injection de solution tampon ou d’eau), conduisant à l’induction de la

LTP et des contrôles négatifs (injection d’anticorps 9E10 ou 6E10 dénaturés par la chaleur)

ont permis de valider les précédents résultats indiquant une levée de l’inhibition de la LTP par

6E10 et 4G8.

Les auteurs ont voulu tenir compte du fait que le peptide serait déjà présent chez le malade

avant l’injection de l’anticorps. Ils ont donc réalisé la même expérience que précédemment

avec 6E10 mais en injectant l’anticorps 6E10 dix minutes après le peptide Aβ. Les résultats

obtenus sont identiques (figure 6C)

A B C

Figure 5 : Observation de la potentiation à long terme (LTP)A : principe de l'enregistrement de la LTP. Une électrode est implantée dans l’aire CA1 de l’hippocamped’un cerveau de rat. La stimulation pour induire la LTP se fait à une fréquence de 200 Hz et correspond à75% de l’intensité maximale du potentiel post synaptique excitateur (PPSE) enregistré dans la même zonependant trois heures environ.B: principe de la mesure. L’amplitude du signal est mesurée en mV, le pourcentage du PPSE initialcorrespond au pourcentage de la ligne de base.C : Résultats attendus pour une inhibition ou une induction de la LTP. La flèche sur l’échelle des tempscorrespond à l’injection du peptide et de l’anticorps. L’amplitude initiale correspond à 100%

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Figure 6 : résultats des expériences d'électrophysiologie avec les anticorps 6E10 et 4G8.

A : Inhibition de la LTP pour l’injection de peptide Aβ (carré), de tampon (triangle), de peptide avec 6E10(cercle). B : injection de 4G8 (cercle vide), du peptide avec 4G8 (cercle plein), du peptide avec 9E10 (carré).Inhibition de la LTP pour la co-injection de peptide et de l’anticorps 9E10.C : injection de peptide (cercle vide), injection de peptide avec 6E10 (cercle plein). Intervalle de dixminutes entre l’injection du peptide et de l’anticorps. Inhibition de la LTP pour l’injection du peptide Aβ

- reconnaissance des formes oligomériques in vivo

Ils ont donc cherché par la suite à démontrer que l’anticorps 6E10 parvenait à reconnaître la

forme toxique qu’était la forme oligomérique, in vivo.

Les différentes formes d’agrégation du peptide ont été séparées par chromatographie

d’exclusion et deux fractions ont été retenues : la fraction 7, contenant les formes

oligomériques (dimère et trimère) et la fraction 11, contenant la forme monomérique.

L’injection de la fraction 7 entraîne l’inhibition de la LTP alors que l’injection de la fraction

11 n’a aucune incidence sur la LTP : les auteurs confirment ainsi les résultats précédemment

démontrés concernant la toxicité des formes oligomériques.

A B C

Figure 7 : gel SDS-PAGE des fractionsobtenues par chromatographie d’exclusiondu milieu de culture des cellules CHOtransformées (7PA2) et non transformées(CHO).

T, D, M : trimère, dimère, monomèreP3 : fragment de l’APP751 (voir figure 1)

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En injectant l’anticorps 6E10 à des rats immunisés par le contenu de la fraction 7, les

auteurs ont pu mettre en évidence une induction de la LTP. L’anticorps a pu neutraliser la

forme oligomérique du peptide Aβ empêchant ainsi sa toxicité au niveau synaptique.

.

L’anticorps monoclonal 6E10 est capable d’inhiber le caractère synaptotoxique de la forme

oligomérique du peptide Aβ in vivo.

Une stratégie immunothérapeutique qui ciblerait la forme toxique soluble du peptide Aβ a été

ainsi envisagée. Les auteurs ont choisi par la suite une stratégie de type immunisation active

pour produire des anticorps endogènes qui cibleraient la forme oligomérique.

II) Production d’anticorps endogènes, caractérisation des anticorps

Immunisation active par le peptide Aβ

Dans une seconde partie, l’immunisation active par des peptides Aβ synthétiques

(Aβ1-40 et Aβ1-42) pré agrégés en solution a été réalisée chez des rats. Ceci a été testé dans

le but de voir si des anticorps endogènes anti-Aβ pouvaient être synthétisés et si ils seraient

capables d’empêcher l’inhibition de la LTP due au peptide Aβ .

La détection des anticorps endogènes dans le plasma se fait par immunoprécipitation

et test ELISA.

Les animaux qui ont reçu des injections répétées de peptides Aβ synthétiques avec un

adjuvant et qui sont capables de générer des anticorps dans le plasma sont définis par le terme

anticorps anti Aβ positifs. Les rats qui ont été immunisés par l’adjuvant seul ou qui n’ont pas

eu de réponse à la vaccination sont dits anticorps anti Aβ négatifs. L’injection du milieu 7PA2

chez les animaux anticorps anti Aβ négatifs entraîne l’inhibition de la LTP alors que cette

dernière est induite dans le cas des animaux anticorps anti Aβ positifs. On peut observer que

Figure 8 : résultat des expériencesd’électrophysiologie réalisées sur des ratsayant reçu une injection cérébrale des formesoligomériques ou monomérique suivie d’uneinjection cérébrale de l’anticorps 6E10.

B : injection de tampon (triangle), injection defraction 7 de cellule non transformée (cercle),injection de fraction 7 de cellule transformée(carré). Inhibition de la LTP pour l’injectionde fraction7 de cellules transformées.C : injection fraction 7 de cellule transforméeavec anticorps 6E10 (cercle), injection defraction 11 de cellule transformée (triangle).Pas d’inhibition de la LTP observée.

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l’injection de peptide Aβ chez les animaux immunisés avait pour conséquence la diminution

du PPSE mais sans être totalement inhibé. En effet, la protection due aux anticorps produits

par les rats immunisés empêche partiellement l’inhibition de la LTP.

Figure 9 : Résultats des mesures de la LTP sur lesdifférents groupes de rats.

L’injection intracérébroventriculaire du milieu7PA2 qui contient le peptide Aβ entraîne l’inhibition dela LTP dans les animaux anticorps anti Aβ négatifs etinhibition partielle chez les animaux anticorps anti Aβpositifs. Les anticorps doivent franchir difficilement labarrière hémato-encéphalique, ce qui expliquel’observation d’une induction partielle chez les ratsproduisant des anticorps.Ronds blancs : groupe anticorps anti Aβ positifsRonds noirs : groupe ;anticorps anti Aβ négatifs

-Protection des anticorps endogènes et liaison aux espèces oligomériques

Ensuite, les auteurs ont voulu savoir si la capacité de protection des anticorps était liée

à leur capacité de reconnaissance des formes oligomériques.

D’abord, la capacité des anticorps endogènes à reconnaître les différentes formes du peptide

Aβ a été déterminée par Western Blot sur le sérum des rats (figure 10B). On s’aperçoit que

les différents sérums de rats testés n’ont pas la même affinité pour les différentes formes du

peptide Aβ : le premier (à gauche) est très affin pour la forme monomérique, le second

essentiellement pour la forme monomérique et très faiblement pour les formes oligomériques

et le dernier (à droite) pour les formes monomérique et oligomérique. Les anticorps produits

sont plus ou moins affins pour la forme toxique du peptide Aβ.

On remarque sur la figure 10A que dans le cas d’une reconnaissance forte des espèces

oligomériques (résultats de droite), l’amplitude du PPSE est significativement différente de

celle du groupe qui lie faiblement les espèces oligomériques. Il y a neutralisation de l’effet

inhibiteur de peptide Aβ. Au contraire, lorsqu’il y a reconnaissance de la forme monomérique

principalement (autres résultats), l’amplitude du PPSE est plus faible et donc la protection des

anticorps n’est que partielle.

Plus un anticorps est capable de lier la forme toxique du peptide Aβ c’est-à-dire la forme

oligomérique, plus la protection de l’anticorps contre l’inhibition de la LTP est efficace.

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Figure 10 : Comparaison des mesures de la LTPchez les différents groupes de rats en fonctionde la capacité à lier la forme oligomérique.

A : Amplitude du PPSE (en % par rapport à laligne de base) en fonction de la capacité deliaison des anticorps aux espèces oligomériques(absente, faible et modérée-forte). Les ratsayant dans leurs sérums des anticorps affinspour la forme oligomérique sont mieuxprotégées des effets toxiques du peptide Aβ.

B : Western blot réalisé à partir des anticorpscontenus dans le plasma de rats sur lesdifférentes formes du peptide Aβ.(M :monomère, D :dimère, T : trimère). Desanticorps du plasma du groupe de rats« moderate-strong » ont une forte affinité pourles espèces oligomériques.

Conclusion - perspectives

Les auteurs ont montré la faisabilité d’un vaccin qui ciblerait le plus spécifiquement

possible les oligomères de peptide Aβ, bien que ces résultats indiquent une majorité de cas où

la reconnaissance concerne essentiellement la forme oligomérique. Leur approche consiste à

observer l’effet du vaccin sur la LTP plutôt que l’élimination des plaques. Cette méthode

novatrice rend possible une interprétation aisée et rapide des résultats. Elle permet de mettre

en évidence des individus répondant favorablement à la vaccination mais produisant des

anticorps peu spécifiques contre la forme toxique du peptide. Ceci pourrait expliquer les

faibles améliorations cognitives observées lors des études pré-cliniques et cliniques réalisées

dans d’autres études (voir Gelinas 2004).

Cette méthode permet de déterminer l’efficacité d’un traitement dans les études pré-

cliniques, mais paraît difficilement applicable chez l’être humain. En outre, les auteurs ont

choisi une approche par immunisation active dans leurs études .

Deux stratégies d’immunisation peuvent être mises en place : ces stratégies sont soit

directe (immunisation passive), soit indirecte (immunisation active). Dans le cadre d’une

immunisation active, comme c’est le cas de la publication analysée, le peptide Aβ est

directement injecté dans le sang et l’organisme produit des anticorps.

Des essais pré-cliniques réalisés chez la souris ont démontré la faisabilité d’un vaccin

chez l’homme (tableau 1, Schenck 2002). Ces différents tests ont permis une diminution de la

quantité de peptide Aβ et de la charge totale en plaques amyloïdes. Ces traitements

A

B

14

s’accompagnent parfois d’une amélioration comportementale des souris au niveau de la

mémorisation spatiale.

Une étude chez la souris a démontré l’existence de réactions auto-immunes se

traduisant par une encéphalomyélite (Furlan, 2003) : le mode d’immunisation (peptide en

Tableau 1 : les différents traitements pré-cliniques en immunothérapie sur des souris et les effetsbiologiques observés (Gelinas 2004)

Prophylactique : traitement avant déclenchement de la maladieTreatment : début de l’immunothérapie sur des souris présentant les signes de la maladieTreatment schedule : plan du traitement, chronic : plusieurs injectionsacute : une seule injection, Aβ levels : concentration en peptide solublepathology : charge cérébrale en plaque amyloïde, hemorrhages : hémorragiesencephalomyelitis : encéphalomyélite

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entier ou bien des fragments) ainsi que le mode d’administration semblent jouer un rôle dans

l’immunogénicité du traitement et le déclenchement d’effets secondaires.

A la suite de ces travaux, des études cliniques ont été menées récemment sur des patients

atteints de la forme modérée de la maladie d’Alzheimer (Check, 2002 ; Bayer 2005 ;

Orgogozo, 2003) . Cette étude consistait en l’injection d’un adjuvant contenant le peptide Aβ

(AN1792) selon un protocole variable selon le groupe testé.

Cette étude a été stoppée en raison de cas d’encéphalite apparus chez plusieurs patients, même

si des résultats n’ont pas montré de lien de cause à effets entre le traitement et les réactions

inflammatoires (Orgogozo 2003, Schenck 2004),.

Ces réactions inflammatoires pourraient être provoquées par l’action des anticorps sur

la protéine APP des neurones : il y aurait une réponse humorale ou cellulaire dirigée contre

les cellules du système nerveux (Monsonego, 2003).

D’une manière générale, cette approche peut être limitée par trois éléments :

- faible réponse immunitaire chez les personnes âgées

- capacité des anticorps produits à fixer la forme oligomérique

- déclenchement d’une réaction immunitaire chronique et neurotoxique par le biais des

cellules microgliales et des lymphocytes présents dans le cerveau.

Le choix de l’immunisation active malgré ces limitations n’est pas à priori le plus

judicieux et permet d’envisager un autre type d’immunothérapie : l’immunothérapie passive.

L’immunisation passive consiste à injecter directement l’anticorps dirigé contre le peptide Aβ

(Weklsler 2004).

Différents essais ont été réalisés sur des souris transgéniques exprimant l’APP

humaine mutée et produisant donc le peptide Aβ. Un anticorps anti Aβ a été injecté dans la

souris, une diminution des dépôts amyloïdes et une amélioration des fonctions cognitives ont

été observées (Weklsler 2004) .

Des études en phase clinique I ont été menées à partir d’injections intraveineuses

d’une préparation d’anticorps humain contenant des anticorps anti Aβ (IVIg = intravenous

immunoglobulin). Ceci a été testé chez six patients atteints de la forme sporadique de la

maladie et une amélioration significatives des facultés cognitives a été observée après six

mois de traitement .

L’immunisation passive nécessite des injections répétées d’anticorps, d’où l’intérêt

d’un anticorps humain qui permettrait d’éviter le déclenchement d’une réponse immunitaire.

Les différents moyens d’obtenir des anticorps humains sont les suivants :

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- purification d’anticorps anti Aβ humains provenant de sujets malades (préparation de

IVIg) : seul anticorps humain reporté améliorant les facultés cognitives (Du 2003).

- Humanisation d’anticorps murins

- Immunisation dans des souris pour lesquelles les loci des immunoglobulines ont été

remplacés par des immunoglobulines humaines.

- Phage display : expression de l’anticorps à la surface du bactériophage ( Brekke

2003).

Les anticorps peuvent être dirigés contre trois épitopes différents :

- la partie N-terminale : l’anticorps est capable de se lier aux dépôts de Aβ

vasculaires et cérébraux ainsi qu’à la protéine précurseur APP. Il est supposé se fixer aux

plaques dans le cerveau puis être éliminé par phagocytose des cellules gliales.

- la région médiane (exemple de m266 dirigé contre Aβ13-28, Dodel 2003) :

l’anticorps peut se lier à l’APP mais pas aux plaques amyloïdes car il ne franchit pas la

barrière cérébrale. Une diminution des plaques dans le cerveau a tout de même été observée

s’expliquant par l’hypothèse d’un équilibre de peptide Aβ entre le cerveau et le sang.

L’anticorps neutraliserait les formes Aβ solubles contenu dans le sang entraînant une

mobilisation des Aβ du cerveau dans le sang pour rétablir l’équilibre des concentrations de Aβ

sang-cerveau.

- la région C-terminale : regroupe les anticorps les moins étudiés car aucun

effet n’a été démontré chez la souris. Il pourrait être le plus efficace du fait de sa spécificité de

la forme la plus toxique Aβ1-42, il ne reconnaîtrait ni APP ni Aβ1-40.

Mais il a été observé dans certains cas d’immunisation passive une réaction

inflammatoire des chez les souris transgéniques se traduisant par des hémorragies

intracérébrales. Ce mécanisme est déclenché chez les souris ayant d’importants dépôts

amyloïdes dans les vaisseaux sanguins (Lee 2003). Ce phénomène devra être pris en compte

dans le cas d’une immunisation passive en phase clinique chez des sujets malades.

A l’heure actuelle, plusieurs stratégies d’immunothérapie dans le traitement de la

maladie d’Alzheimer ont été envisagées mais les résultats cliniques obtenus en immunisation

active obligent à repenser la stratégie globale d’où une approche par immunisation passive qui

a débuté récemment. Ces différentes stratégies offrent un espoir aux malades et à leurs

familles en espérant empêcher toute évolution de la maladie alors que les traitements actuels

ne permettent que de freiner son évolution.

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