Développement d'approches de spectrométrie de masse native et de mobilité ionique de nouvelle génération pour la caractérisation de complexes multiprotéiques et protéines thérapeutiques

Development of new methodologies for native mass spectrometry and ion mobility approaches to characterize multiprotein complexes and therapeutic proteins

• Auteur / Autrice : Evolène Deslignière
• Direction : Sarah Cianférani-Sanglier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie analytique
• Date : Soutenance le 15/12/2021
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Guillaume Van der Rest
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Julien Marcoux, Hélène Rogniaux
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Guillaume Van der Rest, Konstantinos Thalassinos

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anticorps

Spectroscopie de mobilité ionique

Spectrométrie de masse

Chimie analytique

Mots clés libres

Spectrométrie de masse native

Mobilité ionique

Collision-induced unfolding

Anticorps monoclaux

Complexe multiprotéiques

Native mass spectrometry

Ion mobility

Collision-induced unfolding

Monoclonal antibodies

Multiprotein complexes

Résumé

Ce travail de thèse porte sur des développements méthodologiques en spectrométrie de masse native (nMS) et mobilité ionique (IMS) afin de mieux répondre aux problématiques rencontrées par les biologistes ou les entreprises biopharmaceutiques. Le couplage de la chromatographie d’exclusion stérique (SEC) à la nMS a d’abord été étendu à une large variété de complexes biologiques. L’intérêt des méthodes de nMS et nIMS-MS pour des études intégratives de biologie structurale a ensuite été montré dans le cas de complexes multiprotéiques de hauts poids moléculaires. D’autre part, l’apport du nouvel instrument cyclique de haute résolution IMS-MS pour la caractérisation d’anticorps monoclonaux (mAbs) par rapport aux instruments IMS-MS de première génération a été évalué. Enfin, les approches de collision-induced unfolding (CIU) ont été automatisées en développant un nouveau couplage de la SEC à la CIU. L’intérêt de la haute résolution CIU pour l’étude des mAbs a également été illustré.

This PhD work focuses on methodological developments in native MS (nMS) and ion mobility spectrometry (IMS) to better address problems encountered either by structural biologists or by biopharmaceutical companies. First, the coupling of size exclusion chromatography (SEC) to nMS was extended to a large variety of noncovalent biological complexes. The interest of nMS and nIMS-MS methods for integrative structural biology studies was demonstrated through the analysis of high molecular weight multiprotein complexes. Then, benefits of the new high-resolution cyclic IMS-MS platform and its multifunction capabilities over first-generation IMS-MS instruments were illustrated for the characterization of therapeutic monoclonal antibody (mAb) products. Next, a fully automated collision-induced unfolding (CIU) workflow was developed by coupling SEC to CIU, affording high-throughput CIU of mAbs. Lastly, potentialities of high-resolution CIU approaches were evaluated for in-depth mAb analysis.