Conception et production d’anticorps anti-TNFa non immunogènes pour le traitement des maladies inflammatoires Conception and production of non-immunogenic anti-TNFa antibodies for inflammatory diseases treatment Fr En

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17 décembre 2019

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Immunogénicité Déimmunisation Epitopes T Adalimumab Ingénierie des protéines Expression à la surface de levure Immunogenicity Deimmunization T-Celle epitopes Adalimumab Protein engineering Yeast Surface Display

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RN 331731-18-1

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Coline Sivelle, « Conception et production d’anticorps anti-TNFa non immunogènes pour le traitement des maladies inflammatoires », Theses.fr, ID : 10670/1.3hbdpl


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Résumé Fr En

L’efficacité des anticorps anti-TNFα peut être particulièrement affectée par leur immunogénicité. Elle se traduit par la production d’anticorps dirigés contre la protéine thérapeutique (ADA) et induisant des effets indésirables. Pour l’adalimumab (Humira®), qui est l’anti-TNFα le plus utilisé, ce phénomène est observé chez plus de 30% des patients pour certaines pathologies. Les épitopes T responsables de cette immunogénicité sont principalement localisés dans les régions CDR impliquées dans l’interaction avec le TNFα. L’objectif de ce travail est de retirer les séquences épitopes T de l’anticorps sans altérer sa fonctionnalité. Afin de maitriser ce problème d’immunogénicité, ces travaux de thèse proposent d’utiliser le Yeast Surface Display (YSD) afin de contrôler la fonctionnalité de l’anticorps tout au long du processus de mutagénèse. Pour cela, une première étape de comparaison des différents formats d’expression d’anticorps en YSD a permis de définir le format d’affichage à utiliser pour la suite du projet. La stratégie de déimmunisation adoptée ensuite est basée sur la suppression des épitopes T. Dans un premier temps, elle réunit une approche de mutagénèse exhaustive (DMS) et l’utilisation d’algorithme afin d’identifier les substitutions délétères pour l’interaction HLA II/épitope T, mais neutre pour la fonction de l’anticorps. Dans un second temps, ces substitutions sont combinées dans des banques pré-enrichies en mutants fonctionnels. Des mutants ayant une immunogénicité potentielle réduite ont ensuite été sélectionnés à partir de ces banques. Plusieurs mutants de l’adalimumab à l’immunogénicité réduite selon l’algorithme de prédiction ont été identifiés et caractérisés. Ils possèdent tous une affinité augmentée pour le TNFα se traduisant par une activité au moins doublée par rapport à l’adalimumab.

Efficacy of anti-TNFα antibodies is well known to be affected by their immunogenicity. Some patients developp anti-drug antibodies (ADA) which can elicit adverse effects and neutralize the therapeutic protein. Adalimumab (Humira®), which is the most used anti-TNFα, is reported to be immunogenic for more than 30% of patients in some diseases. T-cell epitopes that account for its immunogenicity are mostly carried by regions implied in the interaction with TNFα. In the present work, we propose to remove T-cell epitopes from the antibody sequence while maintaining its functionality.To undertake this issue, this PhD project uses Yeast Surface Display (YSD) to monitor the affinity of the biologic during the mutagenesis process. To do so, a comparison of different expression formats of antibody in YSD has been performed in order to define the format that will be used for the deimmunization method. Then, the strategy chosen to reduce immunogenicity is based on T-cell epitopes removal. First, it merges deep mutational scanning and in silico HLA II binding prediction to identify substitutions deleterious for HLA II/T-cell epitopes interaction while neutral for the function of the biologic. Secondly, these substitutions were combined to obtain libraries pre-enriched with functional sequences. Mutants with reduced immunogenic potential were then selected from these libraries. Several mutants of adalimumab with reduced immunogenicity potential according to HLA II binding prediction were identified and caracterized. All of them show an increased affinity for TNFα associated with an improvement of activity of at least two fold in comparison to adalimumab.

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