Sélection des aptamères de l'ADN contre les biomarqueurs du mélanome

Selection of DNA aptamers against melanoma biomarkers

• Auteur / Autrice : Shujaat Ali
• Direction : Laurent Azéma
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Interface Chimie Biologie
• Date : Soutenance le 26/09/2019
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Acides Nucléiques : Régulations Naturelle et Artificielle
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Azéma, Frédéric Ducongé, Marcel Hollenstein, Frédéric Saltel, Isabelle Berque-Bestel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Ducongé, Marcel Hollenstein

Mots clés

Mots clés contrôlés

ADN

ARN

Mélanome

Mots clés libres

Mélanome

ARN

ADN

Melanoma

RNA

DNA

Résumé

Le mélanome est un cancer qui représente la grande majorité de la morbidité et de la mortalité causées par tout cancer de la peau en raison de son implication dans les métastases. Parmi plusieurs biomarqueurs rapportés, les récepteurs du domaine de la discoïdine (DDR) et la métalloprotéinase Matrix (MMP) sont également considérés comme des acteurs potentiels du mélanome. Des études récentes démontrent que les DDR et les MMP sont surexprimés dans les mélanomes de mauvais pronostic, ce qui nécessite le recours à des sondes théranostiques à biomarqueurs spécifiques. De nombreux progrès ont été réalisés pour réduire le risque associé au mélanome métastatique à l'aide d'anticorps monoclonaux traditionnels, mais les inconvénients tels que la complexité de la production, la variabilité d'un lot à l'autre, la courte durée de conservation, l'immunogénicité, la réactivité croisée et le coût élevé ne peuvent être négligés. Par conséquent, au cours des dernières années, les aptamères ont acquis un grand intérêt comme substitut d’anticorps pouvant être synthétisés chimiquement avec un faible coût de production et dépassant les limitations associées aux anticorps. Les aptamères sont de courts oligonucléotides à haute affinité et spécificité vis-à-vis de la molécule cible, développés par une méthode combinatoire appelée SELEX (Evolution systématique de ligands par enrichissement exponentiel). Au cours de ma thèse, nous avons réalisé une étude SELEX contre les biomarqueurs DDR1, DDR2 et HMMP14 sur la base de supports alternatifs pour le tri des candidats et le séquençage à haut débit. Un groupe d'aptamères a été sélectionné contre DDR1 et le meilleur candidat a ensuite été dopé pour effectuer davantage de tours de sélection contre DDR1. Finalement, un aptamère contre DDR1 a été sélectionné avec un Kd dans la gamme nanomolaire basse. Cet aptamère peut être utilisé comme outil théranostique dans les études sur le mélanome associé à DDR1. Comme les aptamères présentent un avantage en termes de conjugaison et de modifications aux positions désirées, nous visons en outre à conjuguer cet aptamère avec des nanoparticules pour des études in vivo.

Melanoma is a cancer that accounts for the vast majority of morbidity and mortality caused by any skin cancer due to its involvement in metastasis. Among several reported biomarkers, Discoidin Domain Receptors (DDRs) and Matrix metalloproteinase (MMPs) are also considered as potential actors in melanoma. Recent studies demonstrate that DDRs and MMPs are overexpressed in melanoma with poor prognosis which demands the need of biomarkers specific theranostics probes. Though many advances has been made in order to reduce the risk associated with metastatic melanoma with the help of traditional monoclonal antibodies, but the drawbacks like production complexity, batch to batch variability, short shelf life, immunogenicity, cross reactivity and high cost cannot be neglected. Therefore in recent years, aptamers have gained high interests as a substitute of antibodies that can be synthesized chemically with low production cost and overcomes the limitations associated to antibodies. Aptamers are short oligonucleotides with high affinity and specificity against its target molecule, raised by a combinatorial method known as SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment). During my thesis, we performed a SELEX against DDR1, DDR2 and HMMP14 biomarkers based on alternative supports for candidates sorting and high throughput sequencing. A group of aptamers were selected against DDR1 and the best candidate was further doped to perform more rounds of selection against DDR1. Finally an aptamer against DDR1 was selected with a Kd in low nano-molar range. This aptamer can be used as a theranostics tool in DDR1 associated melanoma studies. As aptamers have an advantage of conjugation and modifications at desired positions so we further aim to conjugate this aptamer with nanoparticles for In-vivo studies.