IL-7 as an adjuvant in mucosal vaccination against viral respiratory infections;Utilisation de l'IL-7 comme adjuvant de vaccination muqueuse contre les infections virales respiratoires

Mucosae are a prime site for infections, since they are the gateway to many pathogens.

However, few vaccines have been developed to specifically target mucosal immunity.

Recent data from our laboratory evidenced a local expression of IL-7 in intestinal mucosa during the acute phase of SIV infection in macaques.

Acting as a danger signal, this overexpression of IL-7 led to chemokine production and immune cell infiltration to this mucosa.

In addition, systemic injection of IL-7 to macaques rapidly stimulated both the production of chemokines and immune cells homing toward various mucosae (lung, intestine, skin).

These results altogether suggest that IL-7 could be used as a mucosal vaccine adjuvant.

At first, I confirmed that IL-7 was a danger signal, but this time for the lung mucosa.

Indeed, during the acute phase of influenza virus (IAV) infection, an overproduction of IL-7 was observed in the lung mucosa.

In line with data from our laboratory, this overexpression is followed by the production of different chemokines.

Then, we wanted to understand in more detail the mechanisms of action of IL-7 on the pulmonary mucosa.

To do this, mice received an intratracheal administration of IL-7, then they were sacrificed at different post administration time points.

The results showed that IL-7 rapidly induced the production of various proinflammatory chemokines and cytokines in the lung mucosa.

The local inflammation was transient, since at D10 post administration, the expression level of the chemokines was close to the steady state.

Chemokines are involved in the infiltration of different populations of immune cells into the lung.

Within the lung mucosa, some immune cells, in particular T-cells and B-cells organized themselves into lymphoid aggregates homogeneously distributed in the lung.

Finally, I studied the adjuvant potential of IL-7 in pulmonary immunization protocols.

To do this, mice were pre-treated with an intratracheal administration of IL-7, then immunized by the same route, two days later.

Analysis of the immune response at D14 showed that mice treated with IL-7 developed a significantly higher humoral response (IgA and IgG) compared to mice untreated mice.

Moreover, in an influenza virus vaccination protocol chosen as a model, we showed that only IL-7-treated immunized mice were protected against influenza pathology.

This protection seems to be related to the high level of IAV-specific antibodies, the development of lymphoid aggregate and the large number of IgA-plasma cells observed in the lung mucosa.

IL-7 changes the pulmonary physiology by attracting immune cells into mucosae.

Indeed, local administration of IL-7 prepares the mucosal immune system, gathering conditions that result in enhanced antigen-specific pulmonary immune responses upon antigenic stimulation.

These data show that IL-7 can be used as a mucosal adjuvant and provide a promising tool for the development of mucosal vaccination strategies against respiratory infections.

; Les muqueuses sont la porte d'entrée de plusieurs pathogènes dans l'organisme, de ce fait, elles constituent un site privilégié d'infections.

Cependant, très peu de vaccins ont été développés pour cibler de manière spécifique l'immunité muqueuse.

Des données récentes publiées par notre laboratoire montrent que lors de la phase aiguë d'infection par le SIV chez le macaque, une surexpression d'IL-7 est observée dans la muqueuse intestinale.

Cette cytokine agit comme un signal de danger, puisqu'elle conduit à la production de chimiokines et à l'infiltration de cellules immunitaires dans la muqueuse intestinale.

De plus, l'injection systémique d'IL-7 à des macaques induit la production de chimiokines et le recrutement de cellules immunitaires vers les muqueuses (poumon, intestin, peau).

Dans l'ensemble, ces résultats suggèrent que l'IL-7 possède un fort potentiel pour être utilisée comme adjuvant vaccinal muqueux.

Tout d'abord, j'ai confirmé que l'IL-7 était un signal de danger, mais cette fois au niveau de la muqueuse pulmonaire.

En effet, lors de la phase aiguë de l'infection par le virus de la grippe (IAV), une surproduction d'IL-7 est aussi observée dans la muqueuse pulmonaire.

En concordance avec les données obtenues par notre laboratoire, cette surexpression est suivie par la production de différentes chimiokines.

Afin de comprendre plus en détail les effets de l'IL-7 sur la muqueuse pulmonaire, des souris ont reçu une administration intratrachéale d'IL-7, puis elles ont été sacrifiées à différents temps.

Les résultats montrent que l'IL-7 induit rapidement la production de diverses chimiokines et cytokines proinflammatoires dans la muqueuse pulmonaire.

L'inflammation observée localement est transitoire, puisqu'à J10 post administration, le niveau d'expression des chimiokines tend à retourner vers l'état basal.

Ces chimiokines sont impliquées dans l'infiltration de différentes populations de cellules immunitaires dans les poumons.

Au sein de la muqueuse pulmonaire, certaines cellules immunitaires, en particulier les lymphocytes T et les lymphocytes B, s'organisent sous forme d'agrégats lymphoïdes répartis de manière homogène dans le poumon.

Enfin, j'ai étudié le potentiel adjuvant de l'IL-7 dans des protocoles d'immunisation pulmonaire.

Pour ce faire, des souris ont été prétraitées par une administration intratrachéale d'IL-7, puis immunisées par la même voie, deux jours plus tard.

L'analyse de la réponse immunitaire à J14, montre que les souris traitées à l'IL-7 développent une réponse humorale significativement plus élevée (IgA et IgG) par rapport aux souris non traitées.

De plus, dans un protocole de vaccination contre le virus de la grippe (IAV), choisi comme modèle, nous constatons que seules les souris traitées à l'IL-7 avant l'immunisation sont protégées contre la maladie grippale.

Cette protection semble être liée au taux élevé d'anticorps spécifiques de l'IAV, au développement d'agrégats lymphoïdes et au grand nombre de plasmocytes à IgA observés dans la muqueuse pulmonaire.

L'IL-7 modifie la physiologie pulmonaire ce qui permet une prise en charge antigénique efficace ainsi que la stimulation d'une réponse immunitaire muqueuse spécifique.

Ces données montrent que l'IL-7 peut être utilisée comme adjuvant muqueux et constitue un outil prometteur pour le développement de stratégies vaccinales muqueuses contre les infections respiratoires.