LES anticorps monoclonaux, PROMETTEURS POUR NEUTRALISER la ricine
Le Département Médicaments & Technologies pour la Santé (DMTS) de l'institut Joliot développe depuis plus de 30 ans des approches immuno-thérapeutiques ou vaccinales à travers sa contribution au programme interministériel de R&D NRBC-E du CEA. Dans le cadre de la lutte contre le bioterrorisme, le Service de Pharmacologie et Immunoanalyse (SPI) du DMTS a conçu des anticorps monoclonaux (mAbs) pour la détection et la neutralisation de plusieurs agents toxiques ou pathogènes (bactéries, virus, toxines). Parmi ceux-ci, une protéine facilement extraite des graines du ricin commun et hautement toxique pour l'Homme : la ricine.
Pour de telles applications, les mAbs constituent la meilleure opportunité thérapeutique, car en ciblant un épitope unique, précisément caractérisé de la toxine, ils permettent une neutralisation potentiellement plus efficace et plus reproductible que les anticorps polyclonaux, tout en limitant l'hétérogénéité des réponses et les effets immunologiques non spécifiques. Néanmoins, le développement de mAbs neutralisants et efficaces contre la ricine est complexe et nécessite de cibler les épitopes garantissant la neutralisation des deux isoformes naturelles (D et E) de la protéine. De plus, une forte affinité de liaison n'est pas toujours accompagnée d'une neutralisation de la toxine, soulignant l'importance de la spécificité épitopique pour la protection.
L'INGÉNIERIE DES PROTÉINES POUR IDENTIFIER LES MEILLEURS CANDIDATS
En s'appuyant sur l'expertise de l'équipe d'Hervé Nozach (SIMoS/DMTS), qui développe des technologies innovantes d'ingénierie d'anticorps, et celle du RKI, les auteurs ont appliqué deux méthodes biophysiques de pointe pour caractériser un panel de 17 mAbs candidats, dirigés contre la ricine D et E. Ils ont ainsi évalué les affinités de liaison des 17 anticorps par résonance plasmonique de surface et interférométrie de couche biologique (voir Encadré). La détermination des épitopes a été réalisée par:
i) un regroupement des anticorps selon leurs profils de compatibilité et de compétition pour la liaison à la toxine, qui a permis une visualisation simplifiée des groupes d'épitopes,
ii) un criblage mutationnel profond par Yeast Surface Display afin d'identifier les résidus épitopiques clés.
Grâce à ces mesures précises, les auteurs ont pu classer les 17 candidats en fonction de leurs épitopes de liaison et identifier, au niveau des acides aminés, les résidus de ricine impliqués dans la reconnaissance fonctionnelle. La cohérence des résultats de cartographie des épitopes a révélé six groupes d'épitopes uniques, se chevauchant partiellement.
Les deux stratégies de cartographie des épitopes décrites dans cette étude ont conduit à des résultats très cohérents et ont permis de montrer que plusieurs épitopes étaient impliqués dans le mécanisme de toxicité de la ricine. En approfondissant la compréhension du processus de neutralisation de la ricine par les mAbs, ces approches contribuent à la conception rationnelle d'immunothérapies toujours plus efficaces en cas d'intoxication à cette toxine.
Contacts Joliot : Hervé Nozach (herve.nozach@cea.fr); Stéphanie Simon (stephanie.simon@cea.fr)
- Un épitope, aussi appelé déterminant antigénique, est la partie d'une molécule qui peut être reconnue par un anticorps.
- La résonance plasmonique de surface (Surface Plasmon Resonance, SPR) est une technique optique permettant la détection d'un ligand (molécule organique, biologique, micro-organisme, …) se fixant à un récepteur immobilisé sur une surface. Elle ne nécessite aucun marquage préalable des molécules cibles, permet une détection en temps réel qui peut être quantitative.
- L'interférométrie de couche biologique (Bio-Layer Interferometry, BLI) est basée sur la mesure d'interférence lumineuse appliquée aux bio-couches formées par des interactions protéiques. Il s'agit de la mesure d'un déplacement spectral qui permet de suivre les étapes d'association et de dissociation d'interactions bimoléculaires, notamment les interactions antigène/anticorps monoclonaux, grâce à des biocapteurs prêts à l'emploi.
- Le Yeast Surface Display est une technique d'ingénierie protéique qui utilise l'expression de protéines recombinantes intégrées dans la paroi cellulaire de la levure.
Voir également notre précédente actualité :
Des anticorps anti-ricine prometteurs pour une immunothérapie passive efficace.