Sélection d’anticorps spécifiques d’une topologie antiparallèle de l’ADN G-Quadruplex télomérique

Selection and production of specific DNA G-quadruplex antibody fragments

• Auteur / Autrice : Nasab Reda
• Direction : Eric Defrancq
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologie
• Date : Soutenance le 30/03/2022
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Département de Chimie Moléculaire
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : I2BM - Ingéniérie et Intéractions Biomoléculaires
• Jury : Président / Présidente : Claire Vourc'h
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Eric Defrancq, Sylvie Reverchon-Pescheux
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sophie Bombard, Dennis Gomez-Zamorano

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anticorps

G-quadruplexes

Mots clés libres

Fragment d'anticorps

ADN G-Quadruplex

Anticorps

Phage display

Antibodies

Phage Display

DNA G-Quadruplex

Résumé

Les motifs G-quadruplex (G4) sont des structures à quatre brins formés par le repliement d’acides nucléiques riches en guanines. Depuis récemment, la fonction biologique et la détection des structures G4 suscitent un intérêt particulier en tant que cibles thérapeutiques pour la conception des médicaments. Une caractéristique importante de l'ADN G-quadruplex est leur polymorphisme. En effet, en fonction de la longueur, de la séquence, du milieu et de la concentration en cations, ces structures G4 adoptent des topologies distinctes dans lesquelles les brins sont en conformations parallèles ou antiparallèles, avec la coexistence de différents types de boucles (latérales, diagonales ou "propeller") de longueurs variables. Nous présentons ici le développement d’une technique de sélection (Phage Display) qui vise à sélectionner de nouveaux fragments d’anticorps dirigés contre une topologie antiparallèle de l’ADN G4. Nous décrivons la mise au point d'un nouveau mode opératoire de sélection avec un protocole expérimental optimisé en utilisant un système biomoléculaire de G-quadruplex contraint en topologie antiparallèle sur un cyclodécapeptide. Ces expériences de sélection sont suivies d’une production ainsi qu’une purification des fragments d’anticorps ainsi sélectionnés. Afin de vérifier la spécificité de ces derniers, nous montrons également une caractérisation de l’interaction via plusieurs tests semi-quantitatifs (ELISA) ainsi que des mesures en BLI (Bio Layer Interferometry). Nous avons mesuré également l’affinité et confirmé la spécificité des anticorps ainsi produits par des tests ELISA de sensibilité et de spécificité respectivement. Nos données soutiennent la spécificité vis-à-vis de la cible G4 des deux anticorps candidats résultants de nos sélections. Dans les étapes à venir, il serait intéressant d’optimiser la production et la purification de ces anticorps candidats. Un autre challenge serait de pouvoir disposer de divers anticorps avec chacun une spécificité pour une topologie de G4 définie. Ces pistes de recherches constituent des perspectives pour les années à venir, notamment dans la détermination du rôle de ces structures au sein du vivant.

DNA rich in guanine is capable of forming structures other than double helix, particularly four-stranded structures known as G-Quadruplex (G4). Their location is correlated with functionally important genomic regions. The main feature of these structures is their structural polymorphism. According to various in vitro conditions, different conformations are observed. Recently, the biological function and detection of G4 structures have been explored and considered as therapeutic targets for drug design. So in order to study the topology and the function of G4, a selection of antibody fragments, for a given G4 structure, was considered using Phage Display technology. We present here the development of this technique that aims to select antibody fragments directed against a particular and constrained topology of the G4 DNA. These antibodies can be used for further studies on the role of G4 in cellular and molecular biology. We thus have a new selection procedure with an optimized experimental protocol including two different selection modes. These selection experiments are followed by a whole procedure of production and purification of the selected antibody fragments. In order to verify the specificity of the latter, we also show a characterization of the interaction via several semi-quantitative tests (ELISA) as well as measurements in BLI (Bio layer Interferometry). We also measured the affinity and confirmed the specificity of the antibodies thus produced by ELISA tests of sensitivity and specificity respectively. Our data support the specificity of two antibody candidates resulting from our selections. In the next steps, it would be interesting to optimize the production and purification of our antibody candidates.