Impact des immunoglobulines tronquées produites par saut d’exon dans les plasmocytes : vers des approches thérapeutiques utilisant des oligonucléotides antisens

Impact of truncated immunoglobulins produced by exon skipping in plasma cells : towards therapeutic approaches using antisense oligonucleotides

• Auteur / Autrice : Jean-Marie Lambert
• Direction : Laurent Delpy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Science Santé
• Date : Soutenance le 29/09/2020
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Biologiques et Santé (Limoges ; 2018-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Contrôle de la Réponse Immune B et Lymphoproliférations (Limoges ; 2018-....)
• Jury : Président / Présidente : Fabienne Meggetto-Pradelle
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Delpy, Jérôme Moreaux
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fabienne Meggetto-Pradelle, Fabrice Lejeune

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acides nucléiques antisens

Immunoglobulines

Mots clés libres

Immunoglobulines (Ig)

Plasmocytes

Saut d’exon

Oligonucléotides antisens

NMD (Nonsense-Mediated mRNA Decay)

UPR (Unfolded Protein Response)

Immunoglobulin (Ig)

Plasma cells

Exon skipping

Antisense oligonucleotides

NMD (Nonsense Mediated mRNA Decay)

UPR (unfolded protein response)

Résumé

Les projets développés au cours de cette thèse ont pour objectif d’explorer l’intérêt thérapeutique d’approches antisens ciblant les transcrits d’immunoglobulines (Ig) dans le traitement du myélome multiple (MM) et d’autres gammapathies monoclonales. Cette stratégie consiste à provoquer un saut d’exon à l’aide d’oligonucléotides antisens (ASO) pour induire la synthèse d’Ig tronquées et l’apoptose des plasmocytes tumoraux (Brevet WO 2017/089359). L’effet toxique des Ig sans domaine V résulte d’une amplification incontrôlée du stress du RE et de la réponse UPR (« Unfolded Protein Response »). Nous avons montré que des traitements à l’aide d’ASO dirigés contre les ARN pré-messagers de l’Ig monoclonale induisaient une forte toxicité dans des lignées de myélome et une régression tumorale dans un modèle de xénogreffe avec des injections intratumorales d’ASO. Bien que des améliorations en terme de biodistribution in vivo de ces ASO soient nécessaires, cette approche capable de cibler spécifiquement le clone tumoral en épargnant les plasmocytes sains pourrait permettre un traitement personnalisé des patients atteints de MM. De surcroît, nous avons également observé une diminution drastique de la production d’Ig à la suite d’un traitement par un ASO générique ciblant l’exon CH1γ, aussi bien dans les LB humains stimulés ou dans des lignées de myélome; cet ASO pouvant être utilisé chez tous les patients exprimant une IgG. En parallèle, nous avons exploré les liens entre stress protéique et surveillance des ARN dans les plasmocytes. Contrairement aux données de la littérature concernant des cellules non-lymphoïdes, nous avons mis en évidence une coopération entre le mécanisme de NMD (« Nonsense-Mediated mRNA Decay ») et l’UPR (« Unfolded Protein Response ») dans les plasmocytes, qui est rendue possible grâce par une faible activation de la voie PERK de l’UPR. Cette thèse a pour but de mieux comprendre l’impact des Ig tronquées dans les cellules sécrétrices d’anticorps et le lien étroit entre survie des plasmocytes et stress protéique associé à la synthèse massive d’Ig.

The thesis projects aimed to explore the therapeutic value of antisense approaches targeting immunoglobulin (Ig) transcripts in the treatment of multiple myeloma (MM) and other monoclonal gammopathies. This strategy consists in inducing an exon skipping using antisense oligonucleotides (ASO) to provoke the synthesis of truncated Ig and apoptosis of tumor plasma cells (Patent WO 2017/089359). The toxic effect V domain-less Ig is the consequence of an uncontrolled amplification of ER stress and the UPR (Unfolded Protein Response). We have shown that treatments with ASO directed against monoclonal Ig (mo-Ig) pre-mRNAs induced strong toxicity on myeloma cell lines and regression of tumor xenografts after intratumoral ASO injections. Although improvements in terms of in vivobiodistribution of ASOs are necessary, this approach capable of specifically destroying the tumor clone could allow a personalized treatment of MM patients and spare healthy plasma cells. We have also observed a drastic decrease in Ig production after treatment of stimulated human B cells or myeloma cells with a generic ASO targeting the exon CH1γ that can be used in all patients expressing IgG. In parallel, we explored the relationship between protein stress and RNA surveillance in plasma cells. In contrast with previously published data from non-lymphoid cells, we have demonstrated a cooperation between the mechanism of NMD (Nonsense-Mediated mRNA Decay) and UPR in plasma cells, favored by the low activation of the PERK pathway of the UPR. Therefore, these works have shed new light on the impact of truncated Ig in antibody-secreting cells and, on the close link between the proteic stress associated with massive Ig synthesis and plasma cell survival.