En l'espace d'une vingtaine d'années, les anticorps thérapeutiques se sont imposés comme une classe majeure de médicaments, principalement grâce à leur capacité à reconnaître spécifiquement leur cible. Leur succès en clinique, combiné aux avancées technologiques en matière de production et d'ingénierie, a conduit à une diversification considérable de leurs formats. Les anticorps de nouvelle génération peuvent ainsi être multi spécifiques, monocaténaires ou encore conjugués à des molécules bioactives ou cytotoxiques. Les travaux conduits au sein du Laboratoire d'Immunologie Cellulaire et Biotechnologie visent à concevoir des anticorps innovants en améliorant leurs propriétés de reconnaissance, en optimisant leur développabilité (expression, stabilité et faible agrégation) et en limitant les réponses immunitaires indésirées qu'ils pourraient susciter.

Le système immunitaire est fait de réseaux complexes d'interactions entre des protéines secrétées ou des protéines exprimées à la surface des cellules. Ces protéines sont codées par des gènes de la lignée germinale ou résultent, pour les immunoglobulines et les récepteurs T, de recombinaisons aléatoires de plusieurs gènes qui créent un répertoire de molécules variées et capables d'interactions sélectives. Ce répertoire est composé chez l'homme de plusieurs centaines de millions de clones différents qui sont en partie sélectionnés pour interagir de préférence avec des molécules qui nous sont étrangères (le non-soi) et éviter les réactions avec nos propres molécules (le soi). Toutefois, cette sélection est très imparfaite en raison de la complexité de la représentation moléculaire du soi. Les mécanismes que nous étudions sont en grande partie une conséquence de la composition des répertoires immuns et les systèmes d'évolution dirigés que nous utilisons sont essentiellement inspirés du système immunitaire.

Ingénierie d'anticorps

​	Responsable Hervé Nozach 01 69 08 42 15 herve.nozach​@cea.fr

L'équipe Ingénierie d'Anticorps développe de nouveaux ligands à base d'anticorps pour différentes applications, aussi bien thérapeutiques, pour l'imagerie ou diagnostiques. Elle s'intéresse particulièrement à concevoir des anticorps de haute affinité avec une sélectivité contrôlée mais également peu immunogènes pour une permettre une administration chez l'homme en limitant les risques d'immunogénicité.

L'équipe a développé des outils d'ingénierie moléculaire des protéines couplant une méthode de criblage à haut-débit, le Yeast Surface Display, avec des méthodes de séquençage NGS à haut-débit. Elle met notamment en œuvre une approche de Deep Mutational Scanning visant à identifier dans la séquence des protéines les principaux acides aminés ayant un rôle fonctionnel pour la propriété recherchée. Les données de DMS permettent notamment à comprendre les interfaces protéine/protéines (comme les épitopes ou les paratopes. Celles-ci servent également pour guider l'ingénierie de molécules optimisées, notamment pour la maturation d'affinité ou l'ingénierie de la sélectivité des anticorps.

 

Ces technologies sont à l'origine de la création de la société de service en ingénierie d'anticorps Deeptope (http://deeptope.com)

Nous menons également des activités de découverte de nouveaux ligands VHH à partir de banques synthétiques ainsi que de banques issues d'immunisation, afin d'identifier des anticorps présentant des caractéristiques fonctionnelles optimisées.

Indépendamment, pour certains projets, nous développons et mettons en œuvre des approches fondées sur l'intelligence artificielle visant à réaliser un criblage différentiel d'anticorps en fonction de leur interface de liaison à l'antigène. Ces stratégies, intégrant notamment l'utilisation de leurres, permettent de sélectionner des anticorps ciblant des épitopes spécifiques et d'obtenir des modes d'action précisément caractérisés et contrôlés. Ces travaux s'inscrivent dans des applications en oncologie, pour lutter contre différentes maladies infectieuses émergentes, ainsi que pour des agents relevant du domaine NRBC-E.

Biologie de Synthèse et Évolution​

​	Responsable Oscar Ramos 01 69 08 33 15 oscar.pereira-ramos@cea.fr

L'équipe « Biologie de Synthèse et Évolution » (SBE) combine ingénierie biomoléculaire, biologie de synthèse et intelligence artificielle (IA) générative pour concevoir des systèmes biologiques et des protéines innovantes. Notre approche intègre des méthodes haut débit (multiplexed assays of variant effects, MAVE, NGS) et des technologies propres telles que l'assemblage d'ADN in vitro (SLiCE^SBE) ou l'ingénierie génomique bactérienne (bDICE^SBE). Une technologie centrale à ses activités est le système qB2H^SBE (double hybride bactérien quantitatif) qui génère des données de haute qualité sur les interactions protéiques, idéales pour l'entraînement de modèles d'IA et l'accélération de l'ingénierie d'anticorps multi‑spécifiques.

En parallèle, nos pipelines d'IA générative modélisent des complexes antigène‑anticorps à haute résolution à partir de données expérimentales et conçoivent des protéines de novo.

Nous travaillons également sur :

• Des cellules artificielles programmables, dédiées à des applications en santé.
• uPCA^SBE : un essai de complémentation protéique universel, adaptable à divers systèmes biologiques et offrant une large gamme dynamique.
• BioEvo^SBE : système d'évolution moléculaire continue.

Ces axes constituent un écosystème technologique synergique, ouvrant des perspectives en bioproduction, immunothérapie et biologie synthétique. À l'interface du wet lab et du dry lab, nos outils démocratisent l'ingénierie biologique grâce à des solutions intégrées, adaptées à différentes échelles.

Immunogénicité des protéines et anticorps thérapeutiques.

​	Responsable Bernard Maillere 01 69 08 94 47 bernard.maillere@cea.fr

L'immunogénicité des protéines se traduit par la production par les patients traités d'anticorps dirigés contre la protéine (anti-drug antibodies : ADA)

 

Les anticorps et protéines thérapeutiques ont de nombreux avantages comme leur sélectivité et leur faible toxicité mais présentent l'inconvénient d'être potentiellement immunogènes c'est à dire de déclencher une réponse immunitaire contre eux-mêmes. Les anticorps que peuvent produire les patients et qui sont dirigés contre une protéine thérapeutique, peuvent diminuer ou augmenter la pharmacocinétique de la protéine, neutraliser son activité thérapeutique ou déclencher des symptômes allergiques ou autoimmuns. En raison du rôle majeur des lymphocytes T CD4 dans le déclenchement et la régulation de la réponse immunitaire, l'évaluation de la réponse des lymphocytes T CD4 spécifiques de molécules thérapeutiques nous permet de mieux comprendre l'origine de l'immunogénicité des molécules thérapeutiques. Nos études portent sur l'identification des séquences que reconnaissent ces cellules (épitopes T), sur la caractérisation de la clonalité des répertoires spécifiques de protéines thérapeutiques, le phénotype effecteur ou régulateur des lymphocytes T CD4 spécifiques de protéines thérapeutiques ainsi que sur le développement de stratégies pour créer des molécules dé-immunisées c'est-à-dire n'induisant plus de réponse immunitaire. Nous développons également de nouveaux outils de caractérisation des lymphocytes T basés sur le clonage des TcR.

 

1.      Kot, O., L. Lequesne, H. W. Mages, S. Dubois, P. Piquet, F. Becher, B. Maillere, B. G. Dorner, S. Simon, D. Stern, and H. Nozach. 2025. Combining deep mutational scanning and SPR binning approaches for large-scale epitope identification of anti-ricin antibodies. mAbs 17: 2544922.

2.      Giraudet, R., A. Laroche, B. Chalopin, S. Dubois, E. Correia, I. Staropoli, O. Schwartz, B. Maillere, and H. Nozach. 2025. Immunogenicity of single-chain antibodies: germlining of a VHH lowers T-cell activation from epitopes in FR2 and CDR regions. mAbs 17: 2571406.

3.      Chevaleyre, C., L. Zimmermann, S. Specklin, D. Kereselidze, A. Bouleau, S. Dubois, H. Quelquejay, B. Maillere, N. Tournier, H. Nozach, and C. Truillet. 2025. PET Imaging of PD-L1 Occupancy for Preclinical Assessment of the Efficacy of Combined Anti-PD-L1 Immunotherapy and Targeted Therapy. J Nucl Med.

4.      Porcheddu, V., G. Lhomme, R. Giraudet, E. Correia, and B. Maillere. 2024. The self-reactive FVIII T cell repertoire in healthy individuals relies on a short set of epitopes and public clonotypes. Frontiers in immunology 15: 1345195.

5.      Stanajic-Petrovic, G., M. Keck, P. Barbe, A. Urman, E. Correia, P. Isnard, J. P. Duong Van Huyen, K. Chmeis, S. S. Diarra, S. Palea, F. Theodoro, A. L. Nguyen, F. Castelli, A. Pruvost, W. Zhao, C. Mendre, B. Mouillac, F. Bienaime, P. Robin, P. Kessler, C. Llorens-Cortes, D. Servent, H. Nozach, B. Maillere, D. Guo, C. Truillet, and N. Gilles. 2025. A Snake Toxin Derivative for Treatment of Hyponatremia and Polycystic Kidney Diseases. Journal of the American Society of Nephrology : JASN 36: 181-192.

6.             Miranda, M., B. E. Hansen, B. Wehbi, V. Porcheddu, F. P. J. Van Alphen, P. Kaijen, K. Fijnvandraat, S. Lacroix-Desmazes, M. Van den Biggelaar, B. Maillere, J. Voorberg, and E. Consortium. 2025. FVIII peptides presented on HLA-DP and ​identification of an A3 domain peptide binding with high affinity to the commonly expressed HLA-DP4. Haematologica 110: 1316-1327.

7.      Mallart, S., R. Ingenito, P. Magotti, A. Bresciani, A. Di Marco, S. Esposito, E. Monteagudo, F. Caretti, L. Orsatti, A. Santoprete, D. Roversi, F. Tucci, M. Veneziano, D. Brasseur, X. Chenede, A. Corbier, L. Gauzy-Lazo, V. Gervat, F. Marguet, C. Minoletti, O. Pasquier, B. Poirier, A. Azam, B. Maillere, E. Bianchi, P. Janiak, O. Duclos, and S. Illiano. 2025. Optimization of Single Relaxin B-Chain Peptide Leads to the Identification of R2R01, a Potent, Long-Acting RXFP1 Agonist for Cardiovascular and Renal Diseases. Journal of medicinal chemistry 68: 3873-3885.

8.      Lhomme, G., R. Giraudet, V. Porcheddu, E. Correia, R. Olaso, S. Hua, and B. Maillere. 2025. Deep exploration of the TCR CDR3beta repertoire specific for viral CD4 T-cell epitopes inside the circulating T-cell repertoire. Frontiers in immunology 16: 1713225.

9.      Poirier, B., O. Pasquier, X. Chenede, A. Corbier, P. Prigent, A. Azam, C. Bernard, M. Guillotel, F. Gillot, L. Riva, V. Briand, R. Ingenito, L. Gauzy-Lazo, O. Duclos, C. Philippo, B. Maillere, E. Bianchi, S. Mallart, P. Janiak, and S. Illiano. 2024. R2R01: A long-acting single-chain peptide agonist of RXFP1 for renal and cardiovascular diseases. British journal of pharmacology.

10.    Nabhan, M., S. Meunier, V. Le-Minh, B. Robin, M. de Bourayne, C. Smadja, B. Maillere, M. Pallardy, and I. Turbica. 2024. Infliximab aggregates produced in severe and mild elevated temperature stress conditions induce an extended specific CD4 T-cell response. European journal of pharmaceutical sciences : official journal of the European Federation for Pharmaceutical Sciences 192: 106670.

11.    Miranda, M., B. E. Hansen, B. Wehbi, V. Porcheddu, F. P. J. Van Alphen, P. Kaijen, K. Fijnvandraat, S. Lacroix-Desmazes, M. Van den Biggelaar, B. Maillere, J. Voorberg, and E. Consortium. 2024. FVIII peptides presented on HLA-DP and identification of an A3 domain peptide binding with high affinity to the commonly expressed HLA-DP4. Haematologica.

12.    Mikaeeli, S., A. Ben Djoudi Ouadda, A. Evagelidis, R. Essalmani, O. H. P. Ramos, C. Fruchart-Gaillard, and N. G. Seidah. 2024. Insights into PCSK9-LDLR Regulation and Trafficking via the Differential Functions of MHC-I Proteins HFE and HLA-C. Cells 13.

13.    Menier, C., S. Meunier, V. Porcheddu, L. Romano, E. Correia, F. Busato, J. Tost, and B. Maillere. 2024. Frequency of natural regulatory T cells specific for factor VIII in the peripheral blood of healthy donors. Eur J Immunol: e2350506.

14.    Malgorn, C., F. Becher, P. Bruyat, C. Fruchart-Gaillard, F. Beau, S. Bregant, and L. Devel. 2024. A New Affinity-Based Probe to Profile MMP Active Forms. Methods Mol Biol 2747: 29-39.

15.    Voorberg, J., T. Arfman, and B. Maillere. 2023. Big in Japan: HLA-DRB1 *08:03 and immune thrombotic thrombocytopenic purpura. J Thromb Haemost 21: 456-459.

16.    Vadon-Le Goff, S., A. Tessier, M. Napoli, C. Dieryckx, J. Bauer, M. Dussoyer, P. Lagoutte, C. Peyronnel, L. Essayan, S. Kleiser, N. Tueni, E. Bettler, N. Mariano, E. Errazuriz-Cerda, C. Fruchart Gaillard, F. Ruggiero, C. Becker-Pauly, J. M. Allain, L. Bruckner-Tuderman, A. Nystrom, and C. Moali. 2023. Identification of PCPE-2 as the endogenous specific inhibitor of human BMP-1/tolloid-like proteinases. Nature communications 14: 8020.

17.    Sivelle, C., R. Sierocki, Y. Lesparre, A. Lomet, W. Quintilio, S. Dubois, E. Correia, A. M. Moro, B. Maillere, and H. Nozach. 2023. Combining deep mutational scanning to heatmap of HLA class II binding of immunogenic sequences to preserve functionality and mitigate predicted immunogenicity. Frontiers in immunology 14: 1197919.

18.    Richard, M., S. Martin Aubert, C. Denis, S. Dubois, H. Nozach, C. Truillet, and B. Kuhnast. 2023. Fluorine-18 and Radiometal Labeling of Biomolecules via Disulfide Rebridging. Bioconjugate chemistry 34: 2123-2132.

19.    Pruvost, T., M. Mathieu, S. Dubois, B. Maillere, E. Vigne, and H. Nozach. 2023. Deciphering cross-species reactivity of LAMP-1 antibodies using deep mutational epitope mapping and AlphaFold. mAbs 15: 2175311.

20.    Fruchart Gaillard, C., A. B. D. Ouadda, L. Ciccone, E. Girard, S. Mikaeeli, A. Evagelidis, M. Le Devehat, D. Susan-Resiga, E. C. Lajeunesse, H. Nozach, O. H. P. Ramos, A. Thureau, P. Legrand, A. Prat, V. Dive, and N. G. Seidah. 2023. Molecular interactions of PCSK9 with an inhibitory nanobody, CAP1 and HLA-C: Functional regulation of LDLR levels. Molecular metabolism 67: 101662.

21.    Essalmani, R., U. Andreo, A. Evagelidis, M. Le Devehat, O. H. Pereira Ramos, C. Fruchart Gaillard, D. Susan-Resiga, E. A. Cohen, and N. G. Seidah. 2023. SKI-1/S1P Facilitates SARS-CoV-2 Spike Induced Cell-to-Cell Fusion via Activation of SREBP-2 and Metalloproteases, Whereas PCSK9 Enhances the Degradation of ACE2. Viruses 15.

22.    Ciccone, L., C. Camodeca, N. Tonali, L. Barlettani, A. Rossello, C. Fruchart Gaillard, J. Kaffy, G. Petrarolo, C. La Motta, S. Nencetti, and E. Orlandini. 2023. New Hybrid Compounds Incorporating Natural Products as Multifunctional Agents against Alzheimer's Disease. Pharmaceutics 15.

23.    Chevaleyre, C., A. Novell, N. Tournier, A. Dauba, S. Dubois, D. Kereselidze, E. Selingue, B. Jego, B. Maillere, B. Larrat, H. Nozach, and C. Truillet. 2023. Efficient PD-L1 imaging of murine glioblastoma with FUS-aided immunoPET by leveraging FcRn-antibody interaction. Theranostics 13: 5584-5596.

24.    Antunes, A., L. Alvarez-Vallina, F. Bertoglio, N. Bouquin, S. Cornen, F. Duffieux, P. Ferre, R. Gillet, C. Jorgensen, M. B. Leick, B. Maillere, H. Negre, M. Pelegrin, N. Poirier, D. Reusch, B. Robert, G. Serre, A. Vicari, M. Villalba, C. Volpers, G. Vuddamalay, H. Watier, T. Wurch, L. Zabeau, S. Zielonka, B. Zhang, A. Beck, and P. Martineau. 2023. 10th antibody industrial symposium: new developments in antibody and adoptive cell therapies. mAbs 15: 2211692.

25.    Tran, V. L., A. Bouleau, H. Nozach, M. Richard, C. Chevaleyre, S. Dubois, D. Kereselidze, B. Kuhnast, M. J. Evans, S. Specklin, and C. Truillet. 2022. Impact of Radiolabeling Strategies on the Pharmacokinetics and Distribution of an Anti-PD-L1 PET Ligand. Molecular pharmaceutics.

26.    Schneider, F. S., L. Molina, M. C. Picot, N. L'Helgoualch, J. Espeut, P. Champigneux, M. Alali, J. Baptiste, L. Cardeur, C. Carniel, M. Davy, D. Dedisse, B. Dubuc, H. Fenech, V. Foulongne, C. F. Gaillard, F. Galtier, A. Makinson, G. Marin, R. M. Santos, D. Morquin, A. Ouedraogo, A. P. Lejeune, M. Quenot, P. Keiflin, F. C. Robles, C. R. Rego, N. Salvetat, C. Trento, D. Vetter, F. Molina, and J. Reynes. 2022. Performances of rapid and connected salivary RT-LAMP diagnostic test for SARS-CoV-2 infection in ambulatory screening. Scientific reports 12: 2843.

27.    Laroche, A., M. L. Orsini Delgado, B. Chalopin, P. Cuniasse, S. Dubois, R. Sierocki, F. Gallais, S. Debroas, L. Bellanger, S. Simon, B. Maillere, and H. Nozach. 2022. Deep mutational engineering of broadly-neutralizing nanobodies accommodating SARS-CoV-1 and 2 antigenic drift. mAbs 14: 2076775.

28.    de Bourayne, M., S. Meunier, S. Bitoun, E. Correia, X. Mariette, H. Nozach, and B. Maillere. 2022. Pegylation Reduces the Uptake of Certolizumab Pegol by Dendritic Cells and Epitope Presentation to T-Cells. Frontiers in immunology 13: 808606.

29.    Ciccone, L., G. Petrarolo, F. Barsuglia, C. Fruchart-Gaillard, E. Cassar Lajeunesse, A. T. Adewumi, M. E. S. Soliman, C. La Motta, E. Orlandini, and S. Nencetti. 2022. Nature-Inspired O-Benzyl Oxime-Based Derivatives as New Dual-Acting Agents Targeting Aldose Reductase and Oxidative Stress. Biomolecules 12.

30.    Cahuzac, H., A. Sallustrau, C. Malgorn, F. Beau, P. Barbe, V. Babin, S. Dubois, A. Palazzolo, R. Thai, I. Correia, K. B. Lee, S. Garcia-Argote, O. Lequin, M. Keck, H. Nozach, S. Feuillastre, X. Ge, G. Pieters, D. Audisio, and L. Devel. 2022. Monitoring In Vivo Performances of Protein-Drug Conjugates Using Site-Selective Dual Radiolabeling and Ex Vivo Digital Imaging. Journal of medicinal chemistry 65: 6953-6968.

31.    Bouleau, A., H. Nozach, S. Dubois, D. Kereselidze, C. Chevaleyre, C. I. Wang, M. J. Evans, V. Lebon, B. Maillere, and C. Truillet. 2022. Optimizing Immuno-PET Imaging of Tumor PD-L1 Expression: Pharmacokinetic, Biodistribution, and Dosimetric Comparisons of (89)Zr-Labeled Anti-PD-L1 Antibody Formats. J Nucl Med 63: 1259-1265.

32.    Ascough, S., R. J. Ingram, K. K. Y. Chu, S. J. Moore, T. Gallagher, H. Dyson, M. Doganay, G. Metan, Y. Ozkul, L. Baillie, E. D. Williamson, J. H. Robinson, B. Maillere, R. J. Boyton, and D. M. Altmann. 2022. Impact of HLA Polymorphism on the Immune Response to Bacillus Anthracis Protective Antigen in Vaccination versus ​Natural Infection. Vaccines 10.

33.    Sierocki, R., B. Jneid, M. L. Orsini Delgado, M. Plaisance, B. Maillere, H. Nozach, and S. Simon. 2021. An antibody targeting type III secretion system induces broad protection against Salmonella and Shigella infections. PLoS neglected tropical diseases 15: e0009231.

34.    Kaminska, M., P. Bruyat, C. Malgorn, M. Doladilhe, E. Cassar-Lajeunesse, C. Fruchart Gaillard, M. De Souza, F. Beau, R. Thai, I. Correia, A. Galat, D. Georgiadis, O. Lequin, V. Dive, S. Bregant, and L. Devel. 2021. Ligand-Directed Modification of Active Matrix Metalloproteases: Activity-based Probes with no Photolabile Group. Angew Chem Int Ed Engl 60: 18272-18279.

35.    Gallais, Y., R. Sierocki, G. Lhomme, C. Sivelle, D. Kiseljak, F. Wurm, S. Djoulah, A. Bouzidi, J. Kerzerho, and B. Maillere. 2021. Large-scale mapping of the Ebola NP and GP proteins reveals multiple immunoprevalent and conserved CD4 T-cell epitopes. Cellular & molecular immunology 18: 1323-1325.

36.    Bouleau, A., H. Nozach, S. Dubois, D. Kereselidze, C. Chevaleyre, C. I. Wang, M. J. Evans, V. Lebon, B. Maillere, and C. c. Truillet. 2021. Optimizing immunoPET imaging of tumor PD-L1 expression: pharmacokinetics, biodistribution and dosimetric comparisons of (89)Zr-labeled anti-PD-L1 antibody formats. J Nucl Med.

37.    Azam, A., S. Mallart, S. Illiano, O. Duclos, C. Prades, and B. Maillere. 2021. Introduction of Non-natural Amino Acids Into T-Cell Epitopes to Mitigate Peptide-Specific T-Cell Responses. Frontiers in immunology 12: 637963.​