Comparaison des régions variables des anticorps de macaques (Macaca fascicularis) et de l' Homme et leurs utilisation pour la neutralisation des toxines botuliques A et B

Comparison of macaque (Macaca fascicularis)and human antibodies variable regions, and their use for botulinum toxins A and B neutralization

• Auteur / Autrice : Siham Chahboun
• Direction : Jacques Mathieu, Philippe Thullier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie
• Date : Soutenance le 30/09/2013
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Centre de Recherche du service de santé des armées
• Jury : Président / Présidente : Bertrand Toussaint
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Thullier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Herve Watier, Molgo Jordy

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biotechnologie

Mots clés libres

Anticorps

Phage display

Humanisation

Neutralisation

Primate non humain

Toxines

Antibody

Phage display

Toxin

Humanization

Neutralization

Non human primate

Résumé

Notre laboratoire a développé une stratégie d'isolement de fragments d'anticorps recombinants à partir de primates non humains (Macaca fascicularis) immunisés, en utilisant la technologie des phages. Dans le cadre de cette thèse, une comparaison des séquences d'anticorps de macaques (Macaca Mulatta) et d'anticorps humains a toutefois montré que les anticorps des deux espèces présentent des différences qui rendent souhaitable une étape d'humanisation des anticorps de macaques. Cette stratégie a été utilisée dans le cadre du projet Européen AntiBotABE (www.antibotabe.com) et l'étape de criblage a été adaptée pour isoler des scFv neutralisant de façon croisée les toxines botuliques BoNT/B des sous-types B1 et B2, en utilisant séquentiellement l'holotoxine BoNT/B1 et un fragment recombinant représentant la région C-terminale de la chaîne lourde de BoNT/B2. Le meilleur scFv ciblant les régions C-terminales des chaînes lourdes de BoNT/B1 et BoNT/B2, B2-7, a montré une bonne capacité de neutralisation de BoNT/B1 et BoNT/B2 dans le test ex vivo de paralysie hémidiaphragmatique. Les régions charpentes du scFv B2-7 ont un pourcentage d'identité élevé (80 %) avec leurs homologues humains. Des scFv neutralisant BoNT/A1 en ciblant sa chaîne légère ont aussi été isolés, dont le scFv le plus efficace, 2H8, induit une diminution de 50% de l'activité endopeptidasique à une concentration correspondant à un rapport molaire 2H8/BoNT/A1 de 64000. Les régions charpentes de 2H8 ont également un pourcentage d'identité élevée (88%) avec leurs homologues humains. La versatilité de cette stratégie en fait un outil permettant l'isolement de nombreux autres fragments d'anticorps à visée thérapeutique.

Our laboratory has developed a strategy to isolate recombinant antibody fragments technology from immunized non human primates (Macaca fascicularis) by phage display. In the course of the present thesis, a comparison between macaque (Macaca mulatta) and human antibody sequences has demonstrated that antibodies of the two species are different. This difference makes the humanization of macaque antibodies desirable. The strategy was used in the framework of the European AntiBotABE project, and the screening was adapted to isolate antibody fragments cross neutralizing the B1 and B2 subtypes of botulinum B neurotoxin, by using sequentially the holotoxin BoNT/B1 and a recombinant fragment representing the C-terminal region of the heavy chain of BoNTB2. The best scFv targeting the C-terminal region of BoNT/B1 and BoNTB2 heavy chains, B2-7, demonstrated a high capacity to neutralize BoNT/B1 and BoNT/B2 in the ex vivo hemidiaphragmatic assay. A high identity (80%) between the framework regions of B2-7 and their human homologs was observed. ScFvs neutralizing BoNT/A1 by targeting its light chain were also isolated and among them, the scFv 2H8 induced a decrease of 50% in the endopeptidase activity at a concentration corresponding to a molar ratio of 2H8/BoNT/A1 of 64000. A high identity (88%) between the framework regions of 2H8 and their human homologs was also observed. Our strategy can be used to isolate other therapeutic antibody fragments.