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Gouyou, Baptiste. Génération et caractérisation de nouveaux peptides et protéines bifonctionnels pour des applications pharmaceutiques

Gouyou, Baptiste (2020). Génération et caractérisation de nouveaux peptides et protéines bifonctionnels pour des applications pharmaceutiques.

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Résumé en francais

Les protéines ou peptides multi-spécifiques représentent une nouvelle génération de produits biopharmaceutiques prometteurs pour une application thérapeutique. Ces biomédicaments offrent la possibilité de combiner des molécules aux fonctions spécifiques comme l'ajout d'une activité thérapeutique, la localisation spécifique au sein de la maladie et une possible amélioration de la demi-vie. Le ciblage d'antigènes spécifiques aux maladies par le biais d'anticorps ou de petites molécules a largement été exploré pour la livraison sélective de charge thérapeutique (e.g., cytokine, cytotoxiques ou radionucléides) au sein de la maladie. Le choix de l'antigène est d'une importance cruciale pour le développement de molécules de ciblage. Les isoformes d'épissage alternatif de la fibronectine, comme celles contenant l'extra-domaine A (EDA), sont des marqueurs du remodelage de la matrice extracellulaire. Surexprimé dans différentes pathologies (cancer, maladies inflammatoires), EDA est pratiquement absent des tissus sains. De même, l'anhydrase carbonique IX (CAIX) est un antigène tumoral surexprimé à la surface de 90% des carcinomes des cellules rénales, mais dont l'expression dans les tissus sains est limitée à certaines structures gastro-intestinales. Ces antigènes représentent d'excellentes cibles moléculaires pour les applications de ciblage thérapeutique. Une variété de cytokines ou de molécules bioactives ont été fusionnées à des anticorps (immunocytokines et conjugués anticorps-médicament) et à de petites molécules (conjugués médicament-ligand à petite molécule), afin d'améliorer leurs propriétés thérapeutiques. Certaines molécules bifonctionelles ont démontré une efficacité préclinique prometteuse et sont actuellement en phase de recherche clinique pour différentes pathologies. Dans le cadre de cette thèse, nous avons utilisé différentes méthodologies pour générer des molécules bifonctionnelles et évaluer leurs propriétés thérapeutiques et pharmacocinétiques. Incités par la potentielle activité de l'interleukine 9 (IL9) dans l'immunité anti-tumorale et la résolution inflammatoire de l'arthrite, nous avons génétiquement généré des protéines de fusion anticorps-cytokines (immunocytokines) basées sur l'IL9 et l'anticorps F8, reconnaissant spécifiquement l'EDA. Une variante d'immunocytokine avec la meilleure efficacité de ciblage in vivo a été testée de manière plus approfondie pour son efficacité thérapeutique dans divers modèles précliniques. Par la suite, nous avons étudié la possibilité d'utiliser des ligands moléculaires pour la livraison pharmacologique des cytokines. Nous avons utilisé l'enzyme Sortase A pour catalyser une liaison covalente entre deux séquences peptidiques spécifiques. Le produit obtenu, appelé AAZ-IL2, est la fusion entre l'acétazolamide, ligand de CAIX, et l'interleukine-2. AAZ-IL2 a conservé une activité de fixation au CAIX in vitro, mais une modeste efficacité de ciblage in vivo a pu être démontrée. Enfin, nous avons utilisé un assemblage chimique pour générer la fusion entre un peptide thérapeutique et une petite molécule spécifique à l'albumine humaine et murine. En raison de leur petite taille, les peptides ont une demi-vie très courte, limitant leur utilisation thérapeutique. Pour améliorer la pharmacocinétique de médicaments, l'albumine représente une cible intéressante, en raison de sa grande abondance dans le sang. L'Albutag, un ligand spécifique pour l'albumine, a été décrit comme pouvant prolonger la demi-vie de diverses molécules. Pour améliorer les propriétés pharmacocinétiques d'un peptide thérapeutique, nous avons généré une molécule de fusion peptide-Albutag, puis caractérisé son affinité pour l'albumine in vitro et ses propriétés pharmacocinétiques in vivo. Dans l'ensemble, les recherches présentées dans cette thèse peuvent être importantes pour la poursuite du développement de produits biopharmaceutiques bifonctionnels ayant des propriétés thérapeutiques et pharmaceutiques améliorées.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Valet, Philippe
Matasci, Mattia
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC), INSERM UMR 1048
Mots-clés libres :Anticorps - Cancer - Cytokine - Ciblage thérapeutique - Maladie inflammatoire - Couplage de protéines
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :15 Apr 2022 13:03