Soutenance de thèse de Magali COLAZET

Ecole Doctorale
Sciences de la Vie et de la Santé
Spécialité
Pathologie Humaine - Spécialité Oncologie
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
phage display,cancer,immunothérapie,
Keywords
phage display,cancer,immunotherapy,
Titre de thèse
Génération de nanobodies pour des applications en immunothérapie
Generation of nanobodies for immunotherapy applications
Date
Mardi 16 Janvier 2018
Adresse
163, Avenue de Luminy 13009 Marseille
Bâtiment B Amphi 12 (Luminy)
Jury
Directeur de these Patrick CHAMES Anticorps Thérapeutiques et Immunociblage (INSERM U1068)
Rapporteur Nathalie BENDRISS-VERMARE Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon - UMR INSERM 1052 CNRS 5286
Rapporteur Marie-Alix POUL Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier
Examinateur Laurent GAUTHIER Innate Pharma
Examinateur Philippe NAQUET CIML

Résumé de la thèse

L’immunothérapie est une approche thérapeutique qui consiste à restaurer les fonctions anti-tumorales du système immunitaire pour qu’il soit à nouveau capable d’éliminer les cellules cancéreuses. Pour cela, différentes stratégies sont étudiées : l’une d’entre elles consiste à cibler des récepteurs inhibiteurs présents à la surface des cellules immunitaires infiltrées dans les tumeurs de façon à réactiver leurs fonctions. Les résultats très prometteurs obtenus par les anticorps immunomodulateurs ciblant les récepteurs de type « immune checkpoint » CTLA-4 et PD-1 ont encouragé les équipes de recherche à découvrir et évaluer le potentiel thérapeutique de nouvelles cibles. Le but de ce projet, effectué en collaboration avec l’entreprise Innate Pharma, était de générer des fragments d’anticorps dérivés de camélidés appelés single-domain Antibodies (sdAbs) capables de bloquer des interactions de type « immune checkpoint », dans le but de restaurer les fonctions immunitaires de cellules effectrices de l’immunité innée. Dans ce manuscrit, les résultats concernant deux de ces projets sont exposés : la modulation de l’axe inhibiteur SIRPα/CD47 et le blocage de l’interaction réalisée entre les récepteurs Siglec-7/-9 et leurs ligands sialylés. CD47 est une protéine exprimée de façon ubiquitaire à la surface des cellules saines. Dans un contexte physiologique, l’interaction réalisée avec le récepteur SIRPα retrouvé à la surface des macrophages permet de bloquer la phagocytose des cellules viables. Mais les cellules tumorales ont détourné ce mécanisme en surexprimant CD47, inhibant ainsi leur propre phagocytose. La surexpression de dérivés sialylés à la surface des cellules cancéreuses est un autre moyen d’échappement au système immunitaire. Les interactions réalisées avec Siglec-7 et Siglec-9 entraînent une inhibition des fonctions immunitaires des cellules NK, mais conduit également à la modulation d’autres cellules effectrices. Lors de ces travaux, plusieurs sdAbs ciblant les récepteurs d’intérêt ont été sélectionnés grâce à la technologie du phage display. Ces molécules monovalentes ont été caractérisées et celles montrant les caractéristiques les plus intéressantes ont ensuite été clonées en différents formats multivalents de façon à améliorer leur affinité par effet d’avidité, et ainsi potentialiser leur efficacité de blocage. Enfin, plusieurs tests fonctionnels ont été réalisés pour évaluer l’effet de ces molécules sur les fonctions effectrices de différentes cellules du système immunitaire.

Thesis resume

Immunotherapy is a therapeutic approach which consists in restoring anti-tumoral functions of the immune system for eliminating cancer cells. For this, several strategies are developed: one of them is to target inhibitory receptors at the surface of effector cells in order to reactivate their functions in the tumor microenvironment. The very promising results obtained by immunomodulatory antibodies targeting the immune checkpoints CTLA-4 and PD-1 encouraged researchers to discover and evaluate the therapeutic potential of new targets. The aim of the project, performed in collaboration with the company Innate Pharma, was to generate antibody fragments derived from Camelids, named single-domain Antibodies (sdAbs), able to block innate immune checkpoints. In this manuscript, the results of two projects are reported: the modulation of the inhibitory axis SIRPα/CD47 and the blocking of the interaction between the receptors Siglec-7/-9 and their sialylated ligands. CD47 is ubiquitously expressed at the surface of healthy cells. In a physiological context, the interaction established with its receptor SIRPα on macrophages lead to the inhibition of the phagocytosis. However, cancer cells hijack this system by overexpressing CD47 to block their own phagocytosis. Sialylated ligand overexpression at the surface of cancer cells is another way to escape from the immune system. The interactions established with receptors Siglec-7 and Siglec-9 lead to an inhibition of NK cells immune functions, but there is also involved in the modulation of other effector cells. In these studies, several sdAbs targeting the receptors of interest were isolated by selection using phage display technology. These monovalent molecules were characterized and best candidates were cloned into several multivalent formats to optimize their affinity by avidity effect and to potent their blocking efficacy. Finally, several functional assays were performed to evaluate the efficacy of these multivalent constructions to restore immune functions of several effector cells.