Study of the mechanism of action of agents by-passing factor VIII action in hemophilia A
Etude du mode d'action d’agents contournant l'action du facteur VIII dans l’hémophilie A
Résumé
Hemophilia A is a hemorrhagic disorder linked to the functional deficiency of coagulation factor VIII (FVIII). Clinical management of hemophilia A mostly relies on substitution therapy using FVIII concentrates. However, since patients may develop inhibitory antibodies against FVIII, alternative treatment strategies are required that bypass FVIII function, such as the use of recombinant Factor VIIa (rFVIIa) or a bispecific antibody that mimics FVIII activity, emicizumab. The aim of this thesis was to study the mode of action of both FVIII-bypassing therapeutics using novel, innovative tools specifically designed for this purpose. Although rFVIIa is clinically efficient, its mode of action was still unclear at the start of my studies. In a first part of this thesis, we have studied the mode of action of rFVIIa using a novel single-domain antibody (nanobody) that we generated and characterized. We first established that this nanobody, designated KB-FVIIa-004, inhibits FVIIa activity selectively in the absence but not presence of its cofactor, tissue factor (TF). This unique characteristic allowed us to show the the in vivo activity of rFVIIa is predominantly independent of its cofactor TF. In a second part of the study, we have examined the in vivo mode of action of the FVIII-mimetic emicizumab. Indeed, to measure its efficacy and equivalence to FVIII using in vitro assays is complicated and will generate inaccurate data. We therefore developed an innovative semi-humanized mouse model for hemophilia A, in which infused human factors IX and X. We were able to establish a FVIII-like activity of emicizumab (for a dose ≥1,5 mg/kg) corresponding to FVII dose of 4,5 U/kg (i.e. 9,0 U/dL). Interestingly, combining a low dose of FVIII (5 U/kg) with emicizumab resulted in a complete correction of the bleeding in our mouse model, suggesting an additive effect between FVIII and emicizumab.
L’hémophilie A est une maladie hémorragique due à un déficit en facteur VIII de la coagulation (FVIII). Le traitement est une thérapie dite de substitution utilisant des concentrés de FVIII. Toutefois, lors d’apparition d’inhibiteurs dirigés contre le FVIII, la stratégie thérapeutique consiste à utiliser des agents contournant l’action du FVIII tel que le FVIIa recombinant (rFVIIa) ou d’un anticorps bispécifique mimant l’activité du FVIII (emicizumab). Le but de cette thèse a consisté à étudier les modes d’action de ces deux thérapies de contournement à l’aide d’outils biologiques innovants développés spécialement. En ce qui concerne le rFVIIa, bien qu’il soit efficace cliniquement, son mode d’action était encore sujet à discussion au début de ce travail. Dans une première partie de cette thèse, nous avons étudié le mode d’action du rFVIIa au moyen d’un anticorps de type « nanobody » que nous avons généré et caractérisé. Nous montrons dans un premier temps que cet anticorps appelé KB-FVIIa-004, possède une activité inhibitrice du FVIIa uniquement lorsque le FVIIa est libre et non lié à son cofacteur, le facteur tissulaire (FT). Cette caractéristique originale nous a permis de montrer in vivo que l’activité du rFVIIa est indépendante en grande majorité de son cofacteur FT. Dans une seconde partie de ce travail, nous avons étudié le mode d’action de l’emicizumab in vivo. En effet, la mesure de son efficacité et l’équivalence en activité FVIII sont compliquées à mesurer et manque de fiabilité dans les tests in vitro. Nous avons développé un modèle murin innovant semi-humanisé en utilisant des souris hémophilie A dans lesquelles nous avons injectés du Facteur IX et du Facteur X humain. Nous avons montré une activité « FVIII-like » de l’anticorps (pour une dose ≥1,5 mg/kg) correspondante à une équivalence de 4,5 U FVIII/kg (soit 9,0 U/dL). De manière intéressante, l’association d’une faible dose de FVIII (5 U/kg) avec l’Emicizumab nous a permis de montrer un arrêt complet du saignement dans notre modèle murin, suggérant un effet additif entre le FVIII et l’emicizumab.
Origine : Version validée par le jury (STAR)