Vecteurs adénoviraux pour la thérapie génique des cancers : Identification par phage display et incorporation dans la capside virale de peptides ciblant les cellules tumorales

• Auteur / Autrice : Valérie Schreiber
• Direction : Philippe Poindron, Klaus Schughart
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaire de la biologie
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biotechnologie

Peptides

Antigènes tumoraux

Ciblage d'un gène

Thérapie génique

Cancer

Résumé

Le traitement du cancer par thérapie génique représente une approche thérapeutique prometteuse ; néanmoins les données cliniques actuelles soulignent la nécessité d'optimiser les systèmes de transfert de gènes. Ainsi, les vecteurs adénoviraux possèdent de nombreux avantages, les plaçant parmi les vecteurs les plus utilisés à l'heure actuelle. Cependant, leur large tropisme associé à un faible pouvoir infectieux sur de nombreuses tumeurs primaires limitent leur efficacité. Par conséquent, la modification du tropisme naturel de ces vecteurs constitue une voie de recherche très active. L'identification des sites d'interaction entre les protéines virales (fibre et penton base) et leurs récepteurs cellulaires a permis l'abolition de la liaison du vecteur à ses récepteurs primaire (CAR) et secondaire (intégrines). Il s'agit à présent de conférer à ces vecteurs un nouveau tropisme, spécifique de cellules tumorales. C'est sur cet aspect que s'est concentré notre travail. Afin d'identifier des ligands pour le ciblage des vecteurs, nous avons réalisé le criblage de banques de phages, présentant des peptides aléatoires à leur surface, sur des cellules tumorales. Cette technique permet en effet de sélectionner des peptides sur la base de leur interaction spécifique avec une molécule. Nous avons ainsi identifié plusieurs peptides ciblant des molécules dont l'expression est restreinte à certains types cellulaires tumoraux. De plus, l'introduction de ces peptides dans la fibre adénovirale fournit au vecteur une nouvelle voie d'entrée, spécifique des cellules cibles. Enfin, lorsque ces peptides sont introduits dans un vecteur dépourvu de son tropisme pour le CAR, une haute efficacité d'infection est maintenue spécifiquement sur les cellules cibles. L'ensemble de ces résultats démontre d'une part la possibilité d'identifier des ligands ciblant des cellules tumorales par la technique du phage display, et d'autre part l'efficacité de ces ligands pour le ciblage des vecteurs adénoviraux. En conclusion, de tels vecteurs reciblés pourraient être utiles pour améliorer la sécurité et l'efficacité des traitements de thérapie génique anti-tumorale.

Although cancer gene therapy represents a promising therapeutic approach, the development of potent treatments is still hampered by the lack of efficiency of current gene transfer vectors. Indeed, recombinant human adenoviruses (Ad) possess many interesting properties for in vivo gene delivery, but their extended tropism combined to a weak infection of many primary tumors limits their efficiency. Therefore, redirecting the tropism of Ad to selected cell types is expected to improve both the safety and efficiency of current vectors. The abolition of virus interaction with its main cellular receptor (CAR) can be achieved by introduction of point mutations in the Ad fiber. In order to confer a new, tumor-specific tropism to such vectors, we used the phage display technology to select peptides interacting specifically with tumor cells. Several peptides showing efficient and restricted binding to specific tumor cell lines were identified, and introduced into the Ad fiber. We were able to show that these peptides provide an alternative, peptide-mediated, entry pathway to Ad vectors, which is specific for target cells. Moreover, when these peptides were inserted in CAR-ablated vectors, with severely reduced infectivity, wild-type infection levels were restored specifically in target tumor cells. Taken together, our results demonstrate that efficient targeting peptides can be identified by phage display on cultured cells, which can maintain their specificity in the context of Ad vectors. In conclusion, such retargeted vectors represent promising tools to increase both the efficiency and safety of cancer gene therapy treatments.