Conception d'un outil de diagnostic in vitro pour l'hypersensibilité immédiate aux bêta-lactamines

Design of an in vitro diagnostic device for immediate hypersensitivity to beta-lactams

• Auteur / Autrice : Céline Benoit
• Direction : Luc De chaisemartin, Nicolas Gigant
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie des substances naturelles
• Date : Soutenance en 2025
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biomolécules : conception, isolement, synthèse
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté de pharmacie
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Santé et médicament (2020-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anca Chiriac, Mélanie Etheve-quelquejeu, Brigitte Le mauff, Olivier Laprevote
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anca Chiriac, Mélanie Etheve-quelquejeu

Mots clés

Mots clés libres

Allergie

Bêta-lactamines

Antibiotiques

Outil diagnostique

Allergy

Beta-lactams

Antibiotics

Diagnostic tool

Résumé

Le surdiagnostic des allergies aux β-lactamines entraine une sur-prescription des autres classes d'antibiotiques, contribuant indirectement à l'antibiorésistance. Les outils diagnostiques biologiques actuels, basés sur la quantification des IgEs spécifiques aux pénicillines, sont encore insuffisamment efficaces. Améliorer ces outils permettrait un diagnostic des réactions d'hypersensibilités aux β-lactamines plus sûr et beaucoup moins coûteux. Ce travail de thèse a pour objectif de développer un outil diagnostique multiparamétrique pour détecter les IgEs spécifiques aux β-lactamines les plus communes : l'amoxicilline, la pipéracilline et la céfazoline. Dans un premier temps, les épitopes connus de l'amoxicilline et de la pipéracilline ont été synthétisés puis fixés à la surface de l'outil diagnostique pour permettre la révélation d'anticorps spécifiques. Les conditions expérimentales permettant la reconnaissance de ces épitopes par des anticorps monoclonaux ont ensuite été optimisées. La preuve de concept pour la reconnaissance de l'épitope a été effectuée en utilisant des anticorps monoclonaux spécifiques de la pipéracilline, puis d'une sérothèque de patients allergiques aux β-lactamines. Dans un deuxième temps, ce travail s'est intéressé à l'étude des déterminants antigéniques des céphalosporines, encore mal définis. Pour cela, des essais d'hapténisation de l'albumine sérique humaine par la céfazoline et d'analyse des bioconjugués formés ont été effectués. Enfin, une stratégie alternative de greffage de la céfazoline entière au support de l'outil a été développée. L'ensemble de ces résultats contribue au développement de tests in vitro plus sensibles et plus spécifiques, pour le diagnostic de l'allergie aux β-lactamines.

The overdiagnosis of β-lactam allergies leads to the overprescription of alternative antibiotic classes, exacerbating antibiotic resistance. Existing biological diagnostic devices, which rely on the measurement of anti-penicillin IgE antibodies, remain insufficiently effective. Thus, improving these tools would enable a safer and more cost-effective diagnosis of hypersensitivity reactions to β-lactams. This study aims to develop a multiparametric diagnostic tool to detect IgE specific to the most common β-lactam antibiotics: amoxicillin, piperacillin and cefazolin. Initially, the known epitopes of amoxicillin and piperacillin were synthetised and then grafted onto the diagnostic tool surface to enable the detection of specific antibodies. This support was then characterized using synthetized antigens, and experimental conditions for epitope recognition by monoclonal antibodies were optimized. Proof of concept for epitope recognition was demonstrated using a monoclonal piperacillin-specific primary antibody, followed by testing using a biobank of sera from patients allergic to various β-lactams. Subsequently, the study focused on the study of cephalosporins' epitopes, which remain poorly defined. For this purpose, human serum albumin was used for cefazoline haptenization, and the analyses of the resulting bioconjugates were performed. Additionally, a cefazoline-derived conjugate was synthesized and grafted onto the tool's support. These findings contribute to the development of sensitive and specific in vitro tests for drug allergies to a range of β-lactam antibiotics, addressing a critical need in allergy diagnostics and antimicrobial stewardship.