Study of antibody/epitope interaction by SPR : Design of Rituximab mimics
Etude et caractérisation du rituximab sur surface antigénique : conception de mimes d'anticorps
Résumé
As they recognize tumor antigens in a very specific manner, monoclonal antibodies (mAbs) became a major tool for the treatment of many cancers. Despite the improvement in remission rates, mAbs suffer from limitations that relate mainly to their high molecular weight, their high cost, and the polymorphism of their Fc region. The design of small synthetic mAb mimics is therefore an attractive way to bypass these problems. To design efficient and specific mimics, we studied in detail an antibody / antigen interaction, especially rituximab / CD20 interaction occurring in the treatment of some lymphoma. MAb mimics are macromolecular constructs composed of short peptide sequences included in the Rituximab paratope. The selection of the peptides deeply involved in the recognition of the tumor cell was carried out by using a surface sensitive technique called surface plasmon resonance (SPR - Biacore). To perform this selection, it was first necessary to develop an antigenic surface for peptide screening. The characterization of this surface by quartz crystal microbalance (QCM-D), spectroscopic ellipsometry (SE), and SPR made it possible to acquire a lot of information such as the dependence of the inter-CD20 spacing on the mAb recognition process. Following the screening, the peptide sequences of the paratope areas involved in CD20 recognition could be determined with high precision, and then be used to prepare synthetic mAb mimics.
Parce qu’ils reconnaissent les antigènes tumoraux de manière très spécifique, les anticorps monoclonaux (mAb) sont devenus un outil majeur pour le traitement de nombreux cancers. Malgré l’amélioration des taux de rémission, les mAbs présentent des inconvénients dont un poids moléculaire important freinant leur pénétration tumorale, un polymorphisme génétique rendant le traitement parfois inopérant, et une production par voie biologique coûteuse. La conception de mimes synthétiques de mAbs de petite taille est donc un moyen attractif de contourner ces problèmes. Afin de développer des mimes de grande efficacité et de haute spécificité, nous avons réalisé une étude approfondie de l’interaction anticorps/antigène appliquée à l’interaction rituximab/CD20 impliquée dans le traitement de certains lymphomes. La conception de ces mimes d’anticorps est basée sur des constructions macromoléculaires associant de courtes séquences peptidiques composant le paratope du rituximab. La sélection des peptides les plus affins dans le processus de reconnaissance a été effectuée par une technique d’analyse de surface, la résonance plasmonique de surface (SPR – Biacore). Ces études ont nécessité le développement de surfaces antigéniques dont la densité surfacique en CD20 a été optimisée pour réaliser du criblage peptidique. La caractérisation de ces surfaces fonctionnelles par microbalance à quartz (QCM-D), ellipsométrie spectroscopique (SE), et SPR a permis d’acquérir de nombreuses informations dont l’influence de la distance inter-CD20 sur la reconnaissance du mAb. Suite au criblage, les séquences peptidiques des zones d’interaction du paratope avec lesquelles le CD20 vient interagir ont pu être déterminées avec une grande précision. Elles ont par la suite été assemblées sur un châssis moléculaire pour la confection des mimes de mAb synthétiques.
Origine : Version validée par le jury (STAR)