Approches immuno-thérapeutiques et immuno-diagnostiques précliniques ciblant les récepteurs A et B des endothélines. Applications au glioblastome et au mélanome

Preclinical immunotherapeutic and immunodiagnostic approaches targeting endothelin A and B receptors. Applications to glioblastoma and melanoma

• Auteur / Autrice : Marie Hautiere
• Direction : Didier Boquet, Charles Truillet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pharmacologiques
• Date : Soutenance le 15/05/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué (Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Médicaments et technologies pour la santé (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2020-....) - Laboratoire d'imagerie biomédicale multimodale Paris-Saclay (Orsay, Essonne ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université Paris-Saclay. Faculté de pharmacie (Orsay, Essonne ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Life Sciences and Health (2020-….)
• Jury : Président / Présidente : Corinne Balleyguier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thierry Chardès, Fabien Chauveau, Françoise Cailler, Jean-Luc Teillaud, Anne-Sophie Brun-Salabert
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Thierry Chardès, Fabien Chauveau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anticorps

Imagerie moléculaire

Glioblastome

Mélanome

Facteurs EDCF

Tumeurs cérébrales

Mots clés libres

Anticorps thérapeutiques

Récepteurs aux endothélines

Imagerie par fluorescence

Tomographie par Emisssion de positon

Imagerie Bimodale

Anticorps associé à une cytotoxine

Therapeutic antibody

Endothelin receptors

Fluorescence imaging

Positron Emisssion Tomography

Bimodal Imaging

Antibody Drug Conjugate

Résumé

L'axe endothéline, constitué de 3 ligands et de 2 récepteurs des endothélines de type A (ETA) et de type B (ETB), joue un rôle moteur dans le déclenchement de douze sur quatorze des fonctions majeures, décrites par le Dr Douglas Hanahan, permettant le développement tumoral et notamment ceux du glioblastome et du mélanome. Cette tumeur primaire cérébrale et le mélanome métastatique souffrent toujours de mauvais pronostic du fait de leur forte hétérogénéité et nécessitent de nouvelles approches thérapeutiques pour améliorer la prise en charge des patients atteints de ces tumeurs.Notre laboratoire a breveté le rendomab-A63 (RA63) dirigé contre ETA et le rendomab-B49 (RB49) dirigé contre ETB. Ils présentent une spécificité et une affinité remarquables pour leur récepteur respectif exprimé à la surface de cellules souches humaines de glioblastome et à la surface de cellules humaines de mélanome. Leurs capacités d'internalisation, après fixation sur leur récepteur, permettent de développer des approches thérapeutiques et diagnostiques ciblant les tumeurs ETA+ et ETB+. Durant ma thèse, ces anticorps ont été chimérisés afin de minimiser leur immunogénicité en vue d'applications cliniques futures.Si la chimérisation du RA63 (xiRA63) n'a pas posé de difficulté, la chimérisation de l'anticorps RB49 (xiRB49) a révélé une complexité structurelle de l'anticorps. Pour une approche thérapeutique, le xiRB49 a été conjugué à une molécule cytotoxique pour devenir un antibody drug conjugate (ADC). Son efficacité thérapeutique remarquable a été évalué sur un modèle préclinique de mélanome.L'absence de stratification des patients pour leur éligibilité à un traitement ciblé peut augmenter le risque d'échec thérapeutique de ce dernier. Cet écueil peut être évité par la mise en place d'une imagerie moléculaire in vivo permettant la stratification des patients exprimant le biomarqueur reconnu par l'anticorps thérapeutique. On peut, ainsi, espérer une amélioration de l'état de santé des patients éligibles à cette immunothérapie. Cette approche a été mise en œuvre en radio-marquant le xiRA63 au zirconium 89 pour caractériser sa pharmacocinétique et sa biodistribution par immunoPET dans un modèle préclinique de glioblastome (GBM) humain. Les résultats ont montré la capacité du [89Zr]-xiRA63 à traverser la barrière hémato-encéphalique tumorale et à détecter spécifiquement les GBM ETA+ soulignant son potentiel en clinique comme la perspective d'une stratification des patients atteints de GBM ETA+ par imagerie TEP. Dans une version double sonde imagerie TEP-fluorescence, le xiRA63 montre sa capacité (i) à diagnostiquer et stratifier les patients atteints de GBM ETA+ par imagerie immuno-TEP et (ii) à assister le geste chirurgical via la fluorescence en visualisant la masse tumorale optimisant ainsi la résection de la tumeur tout en épargnant le tissu sain adjacent.L'ensemble de ces travaux ont permis la rédaction de trois articles pour des publications dans des journaux à comité de lecture et d'un brevet.

The endothelin axis, consisting of three ligands and two types of endothelin receptors A (ETA) and B (ETB), have a driving role in the initiation of twelve out of the fourteen major functions, that trigger tumor development, such as particularly the development of glioblastoma and melanoma, as described by Dr. Douglas Hanahan. This primary brain tumor and metastatic melanoma is still poorly prognosed due to their high heterogeneity and would require new therapeutic approaches to improve the management of patients with these tumors.Our laboratory patented the rendomab-A63 (RA63) targeted ETA and rendomab-B49 (RB49) directed against ETB. They show remarkable specificity and affinity for their respective receptors expressed on the human glioblastoma stem cells surface and on the human melanoma cells surface. Their internalization capacities, after binding to their receptor, allow the development of therapeutic and diagnostic approaches targeting ETA+ and ETB+ tumors. During my PhD, these antibodies were chimerized in order minimize their self-immunogenicity for the purpose of future clinical applications.While the chimerization process of RA63 (xiRA63) did not show any problem, the RB49 chimerization (xiRB49) revealed its structural complexity. For a therapeutic approach, xiRB49 was coupled with a cytotoxic molecule to become an antibody drug conjugate (ADC). Its remarkable therapeutic efficiency was evaluated with a preclinical model of melanoma.The lack of patients's classification for their eligibility to these specific therapy can increase the risk of therapeutic failure. However, it can be avoided by the use of in vivo molecular imaging, which allow the stratification of the patients' expressing biomarker as recognized by the therapeutic antibody. Therefore, patients' health status can be improved using the adjusted immunotherapy. This approach was implemented by the radiolabeling of the xiRA63 with zirconium 89 to characterize its pharmacokinetics and biodistribution by immunoPET in a preclinical model of human glioblastoma (GBM). The results showed the ability of [89Zr]-xiRA63 to cross the blood-tumor brain barrier and to specifically detect ETA+ on GBMs, highlighting its potential for clinic use to stratify ETA+ GBM patients by PET imaging. The dual-labeling PET-fluorescence xiRA63 imaging set-up shows its ability to (i) diagnose and stratify ETA+ GBM patients by immuno-PET imaging, and (ii) to assist the surgical procedure with fluorescence, allowing to visualize the tumor mass, optimizing the resection of the tumor while sparing the adjacent healthy tissueThese works allowed the preparation of three articles due to be published in scientific journals and a patent.