Qu’est-ce que l’ingénierie des anticorps ?

Grâce à l'ingénierie des anticorps, il est possible de modifier la taille moléculaire, la pharmacocinétique, l'immunogénicité, l'affinité de liaison, la spécificité et la fonction effectrice des anticorps. Après synthèse, leur liaison spécifique les rend particulièrement utiles pour le diagnostic et le traitement cliniques. Grâce à l'ingénierie des anticorps, ils peuvent répondre aux besoins du développement précoce de médicaments et de diagnostics.

L’objectif de l’ingénierie des anticorps est de concevoir et de produire des fonctions hautement spécifiques et stables que les anticorps naturels ne peuvent pas atteindre, posant ainsi les bases de la production d’anticorps thérapeutiques.

Fort de sa vaste expérience en ingénierie des anticorps, Alpha Lifetech propose des services personnalisés de production d'anticorps monoclonaux et polyclonaux pour de multiples espèces, ainsi que des services de construction et de criblage de banques d'anticorps pour phage display. Alpha Lifetech propose à ses clients des anticorps biosimilaires et des protéines recombinantes de qualité, ainsi que les services correspondants, pour produire des anticorps efficaces, hautement spécifiques et stables. Grâce à l'utilisation de plateformes complètes d'anticorps, de protéines et de systèmes de phage display, nous proposons des services couvrant l'amont et l'aval de la production d'anticorps, incluant des services techniques tels que l'humanisation, la purification, le séquençage et la validation des anticorps.

L'étape pionnière de l'ingénierie des anticorps est liée à deux technologies :

--Technologie de l'ADN recombinant

--Technologie Hybridoma

Le développement rapide de l’ingénierie des anticorps est lié à trois technologies importantes :

--Technologie de clonage génétique et réaction en chaîne par polymérase

--Expression des protéines : les protéines recombinantes sont produites par des systèmes d'expression tels que la levure, les virus en forme de bâtonnet et les plantes

--Conception structurelle assistée par ordinateur

La première génération d'anticorps a été humanisée pour la production d'anticorps chimériques, où la région variable des anticorps monoclonaux de souris était liée à la région constante des molécules d'IgG humaines. La région de liaison à l'antigène (CDR) de l'anticorps monoclonal de souris de deuxième génération a été transplantée dans l'IgG humaine. À l'exception de la région CDR, tous les autres anticorps sont quasiment humains, et des efforts ont été faits pour éviter d'induire des réponses anticorps anti-souris humains (HAMA) lors de l'utilisation d'anticorps clonés de souris pour le traitement humain.

 

Pour construire une banque de phages display, la première étape consiste à obtenir les gènes codant pour les anticorps. Ces gènes peuvent être isolés des lymphocytes B d'animaux immunisés (construction d'une banque immunitaire), extraits directement d'animaux non immunisés (construction d'une banque naturelle), ou même assemblés in vitro avec des fragments de gènes d'anticorps (construction d'une banque synthétique). Ensuite, les gènes sont amplifiés par PCR, insérés dans des plasmides et exprimés dans des systèmes hôtes appropriés (expression dans une levure (généralement Pichia pastoris), expression dans une cellule procaryote (généralement E. coli), expression dans une cellule de mammifère, expression dans une cellule végétale et expression dans une cellule d'insecte infectée par des virus en forme de bâtonnet). Le système d'expression le plus courant est celui d'E. coli, qui intègre une séquence d'anticorps codant spécifique sur le phage et code pour l'une des protéines de l'enveloppe du phage (pIII ou pVIII). La fusion des gènes de, et affiché à la surface des bactériophages. Le cœur de cette technologie est la construction d'une banque de phages display, qui présente l'avantage, par rapport aux banques naturelles, de pouvoir se lier spécifiquement. Par la suite, les anticorps spécifiques à l'antigène sont criblés par un processus de sélection biologique : les antigènes cibles sont fixés, les phages libres sont lavés à plusieurs reprises, puis les phages liés sont lavés pour un enrichissement supplémentaire. Après trois cycles ou plus de répétitions, des anticorps hautement spécifiques et hautement affines sont isolés.

Fig 3 : Construction et criblage d'une bibliothèque d'anticorps

La technologie de l'ADN recombinant permet de générer des fragments d'anticorps. Initialement, les anticorps Fab ne peuvent être hydrolysés que par la protéase gastrique pour produire des fragments (Fab')2, qui sont ensuite digérés par la papaïne pour générer des fragments Fab individuels. Le fragment Fv est constitué de VH et de VL, dont la stabilité est faible en raison de l'absence de ponts disulfures. Par conséquent, VH et VL sont liés par un court peptide de 15 à 20 acides aminés pour former un anticorps à fragment variable à chaîne unique (scFv) d'un poids moléculaire d'environ 25 kDa.

L'étude de la structure des anticorps chez les camélidés (chameau, limace et alpaga) a permis de déterminer que ces anticorps ne possèdent que des chaînes lourdes et aucune chaîne légère ; c'est pourquoi on les appelle anticorps à chaîne lourde (hcAb). Le domaine variable des anticorps à chaîne lourde est appelé anticorps à domaine unique, ou nanocorps, ou VHH, d'une taille de 12 à 15 kDa. En tant que monomères, ils ne présentent pas de ponts disulfures et sont très stables, avec une très forte affinité pour les antigènes.

Fig 5 : Anticorps à chaîne lourde et VHH/Nanobody

L'expression acellulaire utilise l'expression d'ADN naturel ou synthétique pour réaliser la synthèse protéique in vitro, généralement grâce au système d'expression d'E. coli. Elle produit des protéines rapidement et évite la charge métabolique et cytotoxique pour les cellules lors de la production de grandes quantités de protéines recombinantes in vivo. Elle peut également produire des protéines difficiles à synthétiser, notamment celles difficiles à modifier après traduction ou à synthétiser des protéines membranaires.