Développement de stratégies analytiques et bioinformatiques en spectrométrie de masse pour la caractérisation des protéines thérapeutiques et de leurs impuretés

Development of analytical and bioinformatics strategies in mass spectrometry for the characterization of therapeutic proteins and their impurities

• Auteur / Autrice : Corentin Beaumal
• Direction : Christine Carapito
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie analytique
• Date : Soutenance le 20/10/2023
• 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 : Examinateurs / Examinatrices : Myriam Ferro, Oscar Hernandez Alba
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jonathan Bones, Julien Marcoux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimie analytique

Anticorps monoclonaux

Spectrométrie de masse

Mots clés libres

Spectrométrie de masse (MS)

Analyse protéomique quantitative

Protéine intacte

Protéines de la cellule hôte (HCP)

Anticorps monoclaux thérapeutiques

Mass spectrometry (MS)

Quantitative proteomics analysis

Intact protein

Host cell protein (HCPs)

Therapeutic monoclonal antibodies

Résumé

La spectrométrie de masse est une technique de choix pour la caractérisation des protéines. L’objectif de cette thèse a été de développer des stratégies analytiques et bioinformatiques en spectrométrie de masse pour l’analyse des protéines thérapeutiques et de leurs impuretés. Dans un premier temps, de ce travail a été axé sur l’optimisation de méthodes MS en protéomique quantitative et sur l’évaluation de stratégies bioinformatiques innovantes pour le traitement des données. Dans une deuxième partie, ces approches ont été appliquées pour la quantification précise de protéines de la cellule hôte présentes à l’état de traces dans des produits médicamenteux. La troisième partie de cette thèse a porté sur le développement de stratégies « top-down » et « middle-down » combinant de multiples techniques de fragmentation pour l’analyse de protéines intactes, et a souligné l’importance d’employer un traitement de données adapté pour assurer la pertinence des résultats obtenus. Enfin, ces stratégies ont été utilisées pour la caractérisation complète d’un anticorps conjugué thérapeutique.Ce travail a démontré le fort intérêt de la spectrométrie de masse pour l’analyse de protéines thérapeutiques et de leurs impuretés.

Mass spectrometry has been a technique of choice for the characterization of proteins. This Ph.D. work aims to develop analytical and bioinformatics strategies in mass spectrometry to analyze therapeutic proteins and their impurities.The first part of this work focused on optimizing mass spectrometry methods for quantitative proteomics and evaluating innovative bioinformatics strategies for data processing. The second part applied these approaches to quantifying host cell proteins present at trace levels in drug products precisely. The third part of this thesis focused on developing ''top-down'' and ''middle-down'' strategies combining multiple fragmentation techniques to analyze intact proteins. It also highlighted the importance of employing suitable data processing to ensure the relevance of the results obtained. Finally, these strategies were used to characterize a therapeutic antibody-drug conjugate comprehensively. This work has demonstrated a strong interest in mass spectrometry for analyzing therapeutic proteins and their impurities.