Fragments d’anticorps et polymères à empreinte moléculaire dirigés contre les récepteurs aux endothélines de type B pour le criblage de cellules cancéreuses

Single-chain variable fragments and molecularly imprinted polymers directed against endothelin receptors – type B for cancer cells targeting

• Auteur / Autrice : Melissa Sedkaoui
• Direction : Bérangère Bihan-Avalle, Karsten Haupt
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologie, Ingénierie Moléculaire et Interactions : Unité de recherche en Génie Enzymatique et Cellulaire - GEC (UMR-7025)
• Date : Soutenance le 30/09/2021
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microscopie électronique à balayage

ELISA

Anticorps

Transfection

Cellules cancéreuses

Mélanome

Cancer

Synthèse en phase solide

Récepteurs

Facteurs EDCF

Polymères à empreintes moléculaires

Mots clés libres

Récepteurs aux endothélines – type B

Phage-display

Single chain variable fragments (ScFv)

Endothelin receptor – type B

Molecularly Imprinted Polymers (MIP)

Solid-phase synthesis

Cancer cells

Cancer

Single chain variable fragments (ScFv)

Phage-display

Antibodies

Clones

Melanoma

Résumé

Les récepteurs aux endothélines sont des récepteurs couples aux protéines G desquels deux variants existent, type A (ETAR) et type B (ETBR). Ils sont principalement décrits pour leur rôle physiologique de régulation du flux sanguin dans tous les types de vaisseaux via les mécanismes de vasoconstriction et de dilatation, respectivement. Cependant, les récepteurs aux endothélines sont impliqués dans plusieurs désordres physiologiques dont le cancer ou l’expression de l’un ou des deux récepteurs aux endothélines est dérégulée. Nous avons développé deux stratégies complémentaires pour le ciblage des récepteurs ETB, visant à inhiber son action quand il est surexprimé : la sélection de single-chain variable fragment (scFv) à partir d’une banque large et naïve par la technologie du phage-display, et la synthèse sur mesure, assistée par une matrice de polymères à empreintes moléculaires (MIP) comme « anticorps en plastique ». La sélection de scFv a été réalisée par biopanning sur cellules transfectées entières afin de maintenir la conformation native de ETBR. Phage-scFv qui se lient uniquement à la cible et ceux qui sont internalisés suite à l’interaction scFv- récepteur ont été isolés séparément. Après confirmation de la reconnaissance des cellules CHO-ETBR par rapport aux cellules CHO-WT par les phages-scFv polyclonaux en utilisant un test ELISA et la microscopie électronique à balayage (MEB), nous avons sélectionné au total 17 clones qui ont montré une capacité de liaison augmentée par phage-ELISA monoclonal sur cellules transfectées entières, mais également sur UACC-257, une lignée cellulaire de mélanome avec une surexpression de ETBR. Des résultats préliminaires obtenus par cryométrie en flux ont montré une reconnaissance augmentée de CHO-ETBR par l’un des clones sélectionnés. La viabilité cellulaire a été affectée par certains de ces clones. Des MIP nanoparticules ont été synthétisées en utilisant un peptide synthétique comme molécule matrice qui mime un « épitope » de ETBR. Nous avons réalisé la synthèse sur une phase solide afin d’obtenir une exposition orientée de la matrice, résultant en la production de MIP avec des cavités homogènes. Les particules MIP d’une taille de l’ordre du nanomètre ont été obtenus et ont par la suite été testés pour leur capacité à reconnaitre le récepteur entier exprimé sur la surface cellulaire par imagerie cellulaire. Des nano-MIP fluorescents ont montré une reconnaissance sélective des cellules transfectées par rapport à leurs homologues non transfectées.

Endothelin receptors are G-protein coupled receptors of which two variants exist, type A (ETAR) and type B (ETBR). They are mainly described for their physiological role of regulating the blood flow in all vessel types via vasoconstriction and vasodilatation mechanisms, respectively. However, endothelin receptors are involved in several physiological disorders including cancer in which the expression of one or both endothelin receptors are deregulated.We have developed two complementary strategies for targeting ETB receptors, aiming to inhibit its action when it is overexpressed: selection of single-chain variable fragments (scFv) from a large naive library by phage-display technology as « biologic antibodies », and tailor-made template-assisted synthesis of Molecularly Imprinted Polymers (MIP) as « plastic antibodies ». The selection of scFv was performed by biopanning on whole transfected cells in order to maintain the native conformation of ETBR. Phage-scFv that only bind to the target and the ones that are internalized subsequently to scFv-receptor interaction were isolatedseparately. After confirming the recognition of CHO-ETBR cells over CHO-WT cells by polyclonal phage-scFv using an ELISA assay and Scanning Electron Microscopy (S.E.M), we have selected in total 17 clones that showed increased binding ability by monoclonal phage-ELISA on whole transfected cells but also to UACC-257, a melanoma cell line with an overexpression of ETBR. Preliminary results obtained by flow cytometry showed an enhanced recognition of CHO-ETBR by one of the selected clones. Cell viability was shown to be affected by some of these clones. MIP nanoparticles were synthesized using a synthetic peptide as template molecule that mimics an « epitope » of ETBR. We performed the synthesis on a solid phase in order to obtain an oriented exposition of the template resulting in the production of MIPs with homogenous cavities. MIP particles of a size in the nanometer range were obtained and were subsequently tested for their ability to recognize the whole receptor expressed oncell surface by cell imaging. Fluorescent nano-MIPs were shown to recognize selectively transfected cells with regard to their non-transfected counterparts.