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La vaccination représente l’une des stratégies les plus efficaces pour prévenir et contrôler la propagation de maladies infectieuses. À cet effet, les protéines dites d’auto-assemblage ouvrent de nouvelles perspectives pour le développement d’approches vaccinales efficaces, sécuritaires et versatiles contre divers agents pathogènes. De récentes études ont montré que le motif d’auto-assemblage protéique en feuillets-β-croisés affiche un fort potentiel pour la conception rationnelle de nanoplateformes de livraison de matériel antigénique et ce, en raison de ses propriétés immunostimulantes intrinsèques. Néanmoins, la faible diversité des séquences peptidiques à la base de ces assemblages supramoléculaires évaluées comme plateforme vaccinale ainsi que la similarité étroite avec les fibres ayant une structure amyloïde limitent leur intégration en vaccinologie. Dans ce contexte, l’objectif global de ce projet de thèse était de développer des nanovaccins inspirés du motif supramoléculaire feuillets-β-croisés et d’évaluer les propriétés immunostimulantes de ces assemblages à l’aide d’un modèle d’infection au virus influenza (VI). Premièrement, nos résultats ont montré qu’une courte séquence dérivée du peptide amyloïdogénique Islet Amyloid Polypeptide, I10, conserve ses capacités d’auto-assemblage suite à sa fonctionnalisation avec un épitope hautement conservé de l’ectodomaine de la protéine de matrice M2 (M2e) du VI. L’antigène M2e a été ciblé pour le développement d’un vaccin universel contre la grippe. Une augmentation significative des anticorps sériques dirigés contre l’épitope M2e a été observée chez des souris immunisées avec des assemblages fibrillaires formés du peptide chimérique M2e-I10 et ce, en comparaison avec le peptide M2e co-administré avec un adjuvant à base de sels d’aluminium. Cette réponse robuste repose sur la structure supramoléculaire riche en feuillets-β-croisés, qui est associée à la stimulation du récepteur de type Toll (TLR) hétérodimérique 2/6, soulignant ainsi la nature auto-adjuvante de la plateforme. Deuxièmement, une approche permettant le contrôle du polymorphisme issu de l’auto-assemblage amyloïde et la modulation de la taille des assemblages finaux a été développée. Cette stratégie se basant sur l’introduction de coiffes chargées à l’extrémité N-terminale du peptide I10 a permis d’obtenir des nanotiges rigides hautement uniformes. Ces nanoparticules affichant une morphologie similaire à certaines particules virales représentent une avenue unique pour concevoir des vaccins à base du motif d’auto-assemblage feuillets-β-croisés, tout en adressant certaines limitations des fibres amyloïdes. Troisièmement, ces nanotiges rigides ont conservé leur morphologie unique suite à la conjugaison de l’épitope M2e au peptide I10 contenant une coiffe positive en amont de la séquence d’auto-assemblage, montrant ainsi la robustesse du système. Les nanotiges fonctionnalisées avec l’épitope M2e se démarquent des amyloïdes prototypiques par leur cytocompatibilité élevée, incluant celle des espèces oligomériques, ainsi que par leur incapacité à favoriser l’auto-assemblage d’un amyloïde homologue. Les nanotiges M2e affichent des propriétés intéressantes, incluant une internalisation accrue par les cellules présentatrices d’antigènes (CPA), l’activation du TLR2 et la stimulation des CPA. Des immunisations par voies sous-cutanée et intranasale chez la souris ont révélé que ces assemblages de deuxième génération induisent une forte production d’anticorps dirigés contre l’épitope M2e. Les souris immunisées avec les nanotiges fonctionnalisées avec le M2e et en combinaison avec l’adjuvant Montanide Gel 01par voie intranasale ont été entièrement protégées contre une infection létale au VI H1N1. Dans l’ensemble, ces travaux soulignent le fort potentiel de la structure riche en feuillets-β-croisés pour la diversification des outils moléculaires disponibles supportant le développement de nouvelles nanoplateformes vaccinales. _____________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : auto-assemblage, feuillets-β-croisés, fibres amyloïdes, vaccins, peptides, virus influenza.