Soutenance de thèse de JENNIFER ROCHE

Ecole Doctorale
Sciences de la Vie et de la Santé
Spécialité
Biologie - Spécialité Biochimie structurale
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
Anticorps,Etudes structurales,Cristallographie,Biotechnologie,
Keywords
Antibodies,Structural studies,Crystallography,Biotechnology,
Titre de thèse
Etudes structurales de fragments d'anticorps d'interêt thérapeutique et biotechnologique.
Structural studies of antibodies fragments of therapeutic and biotechnological interest.
Date
Mardi 17 Octobre 2017 à 14:00
Adresse
Faculté des Sciences Aix Marseille Université 163 Avenue de Luminy Case 901 13288 Marseille
Amphi 12 bâtiment B
Jury
Directeur de these Alain ROUSSEL AFMB UMR 7257
Rapporteur Jean-Luc FERRER UMR5075 INSTITUT DE BIOLOGIE STRUCTURALE (IBS)
Rapporteur Marie-Hélène LE DU Institut de Biologie Intégrative de la Cellule
Examinateur Julie MENETREY Institut de Biologie Intégrative de la Cellule
Examinateur James STURGIS LISM - IBSM
Examinateur Laurent GAUTHIER Innate Pharma

Résumé de la thèse

Pour lutter contre des micro-organismes pathogènes ou certaines maladies, le système immunitaire acquis des vertébrés développe des anticorps. Ces molécules de reconnaissance du non-soi permettent de distinguer spécifiquement des marqueurs antigéniques appelés épitopes. Deux types d’anticorps ont été découverts jusqu’à présents : les anticorps « classiques » et les anticorps de camélidés, également appelés nanobody. Alors que le paratope des premiers est formé par l’association de deux domaines variables, l’un de chaîne lourde et l’autre de chaîne légère, le paratope des seconds n’est constitué que d’un domaine variable de chaîne lourde. Cette thèse porte sur des études structurales de fragments d’anticorps d’intérêt thérapeutique et biotechnologique. Pour cela, deux volets ont été traités : l’étude structurale d’un anticorps thérapeutique ciblant des protéines homologues du CMH de classe I (protéines MIC) et l’utilisation d’un anticorps de camélidés pour l’étude structurale de la protéine périplasmique PorM (pPorM) du système de sécrétion de type 9 de Porphyromonas gingivalis.Au cours du premier volet, j’ai résolu la structure par cristallographie aux rayons X du fragment d’anticorps MIC12 à une résolution de 1,5 Å. Dans le but de résoudre la structure des complexes de MIC12 avec ses antigènes MIC, j’ai obtenu des cristaux diffractant à une résolution allant jusqu’à 7 Å. En parallèle, des analyses par diffusion de rayons X aux petits angles (SAXS) combinées à des prédictions d’interaction par docking ont été conduites afin d’obtenir une première description de la région globale d’interaction de MIC12 sur l’une de ses cibles MIC. Concernant le second volet, 4 nanobody ont été obtenus à partir de l’immunisation d’un Lama contre la protéine pPorM. J’ai résolu la structure par cristallographie de l’un d’entre eux, le nanobody nb02, à une résolution de 1,5 Å. L’utilisation de ces nanobody comme chaperonne de cristallisation m’a permis de résoudre la structure de la partie N-terminale de pPorM. J’ai également mené une étude par SAXS de la protéine pPorM entière. L’ensemble des résultats que j’ai obtenu par cristallographie et par SAXS, combinés aux résolutions des structures des autres domaines de pPorM, ont permis de proposer un modèle structural de la protéine pPorM entière.

Thesis resume

To fight against pathogenic microorganisms or diseases, the adaptive immune system in vertebrates uses antibodies. These non-self recognition molecules help to specifically distinguish antigenic markers called epitopes. Two types of antibody were discovered so far: “classic” antibodies and camelid antibodies, also called nanobodies. While the paratope of the first ones is formed by the association of two variable domains, one from the heavy chain and the other from the light chain, the paratope of the second is only composed of the heavy chain variable domain. This PhD deals with structural studies of antibodies fragments of therapeutic and biotechnological interest. For that purpose, two projects were carried out: the structural study of therapeutic antibody targeting homologous proteins of the MHC class I (MIC proteins) and the use of a camelid antibody for the structural study of the periplasmic protein PorM (pPorM) of the secretion system type 9 from Porphyromonas gingivalis. During the first part, I solved the structure of the MIC12 antibody fragment using X-ray crystallography at a resolution of 1.4 Å. In order to solve the structure of the complexes of MIC12 with its MIC antigens, I obtained crystals of the complexes diffracting at a resolution of up to 7 Å. In parallel, analyses by Small Angles X-ray Scattering (SAXS) combined with in silico docking predictions were led to obtain a first description of the global binding region of MIC12 on one of its MIC targets. Concerning the second part, 4 nanobodies were obtained from the immunization a Llama against the pPorM protein. I solve the structure of one of them by crystallography, nanobody nb 02, at a resolution of 1.5 Å. Use of these nanobodies as chaperones of crystallization help me to solve the structure of the N-terminal part of pPorM. I also conducted a study by SAXS of the whole pPorM protein. All these results, obtained by crystallography and SAXS studies, combined with the solving of the structures of the other domains of pPorM, made it possible to propose a structural model of the entire pPorM protein.