Expression régulée de molécules thérapeutiques après détection de marqueurs pathologiques par des lymphocytes B reprogrammés génétiquement

Genetic reprogramming of B cells for regulated expression of a therapeutic molecule upon disease biomarker recognition

• Auteur / Autrice : Audrey Page
• Direction : François-Loïc Cosset
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 19/06/2023
• Etablissement(s) : Lyon, École normale supérieure
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre International de Recherche en Infectiologie (Lyon ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Laurent Genestier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : François-Loïc Cosset, Laurent Genestier, Michel Cogné, Mireia Pelegrin-Zurilla, Anne Galy, Thierry Walzer, Floriane Fusil, Oumeya Adjali
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Michel Cogné, Mireia Pelegrin-Zurilla

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thérapeutique cellulaire

Médecine personnalisée

Reprogrammation cellulaire

Lymphocytes B

Mots clés libres

Lymphocyte B

Immunologie synthétique

Reprogrammation cellulaire

Médecine personnalisée

Thérapie cellulaire

B cell

Synthetic Immunology

Cell reprogramming

Personalized medicine

Cell therapy

Résumé

L'expansion des techniques de génie génétique a apporté une nouvelle dimension à l'immunologie synthétique. Les cellules immunitaires sont des candidates parfaites en raison de leur capacité à circuler dans l'organisme, à interagir avec de nombreux types cellulaires, à proliférer après activation et à se différencier en cellules mémoires. Le but de ma thèse est de mettre en œuvre un nouveau circuit synthétique dans les lymphocytes B, permettant l'expression de molécules thérapeutiques de manière régulée dans le temps et dans l'espace par la présence d'antigènes spécifiques. Cela devrait améliorer les fonctions endogènes des lymphocytes B en termes de reconnaissance et de propriétés effectrices, ce qui devrait aider à traiter les maladies, rétablissant ainsi l'homéostasie. Nous avons développé un circuit synthétique codant un « capteur » (un récepteur de cellules B ancré dans la membrane (BCR) ciblant un antigène modèle, l'ovalbumine), un « transducteur » (un promoteur minimal induit par le BCR activé) et des molécules « effectrices ». Nous avons isolé un fragment de 734 pb du promoteur NR4A1, spécifiquement et rapidement activé par la cascade de signalisation du capteur de manière totalement réversible. Nous avons démontré l’activation complète du circuit par l'antigène, la reconnaissance de l'ovalbumine par le capteur induisant spécifiquement l'activation du promoteur NR4A1 et l'expression de l'effecteur. En résumé, ce nouveau circuit synthétique offre d’innombrables possibilités pour le traitement de diverses pathologies, car il est entièrement programmable, de sorte que les signaux reconnus et les molécules effectrices peuvent être adaptés à chaque maladie.

The expansion of techniques for genetic engineering has brought a new dimension for synthetic immunology. Immune cells are perfect candidates because of their ability to patrol through the body, to interact with many cell types, to proliferate upon activation and to differentiate in memory cells. My PhD aimed at implementing a new synthetic circuit in B cells, allowing the expression of therapeutic molecules in a temporally and spatially restricted manner that is induced by the presence of specific antigens. This should enhance endogenous B cell functions in terms of recognition and effector properties, which should help addressing diseases, thereby restoring homeostasis. We developed a synthetic circuit encoding a ‘sensor’ (a membrane-anchored B-cell receptor (BCR) targeting a model antigen, ovalbumin), a ‘transducer’ (a minimal promoter induced by the activated BCR) and ‘effector’ molecules. Toward this goal, we isolated a 734 bp-long fragment of the NR4A1 promoter, specifically and fastly activated by the sensor signaling cascade in a fully reversible manner. We demonstrated full antigen-specific circuit activation as the recognition of ovalbumin by the sensor specifically induced the activation of the NR4A1 promoter and the expression of the effector. Overall, such novel synthetic circuits offer huge possibilities for the treatment of many pathologies, as they are completely programmable, thus the signals recognized and the effector molecules can be adapted to each disease.