Ecole Doctorale

Sciences de la Vie et de la Santé

Spécialité

Biologie-Santé - Spécialité Oncologie

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

Mésothéline,théranostique,nanobody,cancer,immunothérapie,bispécifique,

Keywords

Mesothelin,theranostic,nanobody,cancer,immunotherapy,bispecific,

Titre de thèse

Génération d'un anticorps simple domaine pour le développement d'une approche théranostique et immunothérapeutique par anticorps bispécifique des cancers mésothéline positive
Generation of a single domain antibody for the development of a theranostic and immunotherapeutic approach using bispecific antibodies for mesothelin-positive cancers

Date

Vendredi 16 Décembre 2022 à 9:00

Adresse

163 Avenue de Luminy Hexagone

Jury

Directeur de these Mme Brigitte KERFELEC Inserm
Rapporteur M. Alain FAIVRE CHAUVET Faculté de pharmacie de nantes
Rapporteur Mme Marie Josée JACOBIN-VALAT CNRS
Examinateur M. Benjamin GUILLET CERIMED
Examinateur M. Christophe BLANQUART CNRS, CRCINA

Résumé de la thèse

Le théranostic est un concept basé sur l'utilisation d'un agent unique pour réaliser à la fois un diagnostic et une thérapie. Pour cette application, les nanocorps, petits fragments d'anticorps fonctionnels, constituent, grâce à leurs propriétés originales, des molécules polyvalentes et attractives pour développer des outils théranostiques combinant imagerie nucléaire et radioimmunothérapie. Notre projet s'inscrit dans cette démarche avec comme cible tumorale la mésothéline (MSLN), une glycoprotéine membranaire de 40kda surexprimée par de nombreux cancers. Le rôle physiologique de la MSLN n'est pas encore bien compris. Dans le cancer, on pense qu'elle joue un rôle dans les processus d'invasion, de migration, de prolifération et de chimiorésistance. Selon le type de cancer, la surexpression de MSLN peut être un facteur de mauvais pronostic. Une fois obtenu et caractérisé, l'anti-MSLN sera utilisé pour évaluer la faisabilité du diagnostic par imagerie nucléaire et de la radiothérapie des cancers MSLN+. Ce nanocorps sera utilisé en parallèle pour la construction d'un anticorps bispécifique afin d'évaluer la faisabilité d'une stratégie d'immunothérapie antitumorale. Après différentes stratégies de sélection/screening par phage display, un nanocorps candidat anti-mésothéline a été sélectionné et caractérisé fonctionnellement (capacité de liaison, épitope, internalisation). En utilisant une approche de couplage enzymatique (sortase, transglutaminase), le nanocorps candidat a été conjugué soit à un fluorochrome (ATTO-647N) pour l'imagerie de fluorescence, soit à un chélateur métallique pour l'imagerie nucléaire (tomographie par émission de positons au 68gallium (PET)). Des expériences réalisées in vivo sur des modèles murins de xénogreffes sous-cutanées ont montré, dans les deux cas, une accumulation rapide et spécifique du nanocorps anti-mésothéline au niveau de la tumeur par rapport aux contrôles négatifs et une élimination rapide des tissus normaux. Utilisation de ce même nanocorps pour le développement d'anticorps Fab bispécifiques ciblant simultanément la mésothéline et les cellules T effectrices. Nous avons démontré in vitro la capacité de ce format à induire spécifiquement la cytotoxicité des cellules T CD8 envers les cellules tumorales positives à la mésothéline.

Thesis resume

Theranostics is a concept based on the use of a single agent to perform both diagnosis and therapy. For this application, nanobodies, smaller fragments of functional antibodies, constitute, thanks to their original properties, versatile and attractive molecules to develop theranostic tools combining nuclear imaging and radioimmunotherapy. Our project is part of this approach with mesothelin (MSLN), a 40kda membrane glycoprotein overexpressed by many cancers, as tumor target. The physiological role of MSLN is still not well understood. In cancer, it is thought to play a role in the processes of invasion, migration, proliferation and chemoresistance. Depending on the type of cancer, MSLN overexpression may be a poor prognostic factor. Once obtained and characterized, the anti-MSLN will be used to evaluate the feasibility of nuclear imaging diagnosis and radiotherapy of MSLN+ cancers. This nanobody will be used in parallel for the construction of a bispecific antibody to evaluate the feasibility of an antitumor immunotherapy strategy. After different selection/screening strategies by phage display, a candidate anti-mesothelin nanobody has been selected and functionally characterized (binding capacity, epitope, internalization). Using an enzymatic coupling approach (sortase, transglutaminase), the candidate nanobody was conjugated either to a fluorochrome (ATTO-647N) for fluorescence imaging or to a metal chelator for nuclear imaging (68gallium-positron emission tomography (PET)). Experiments performed in vivo in mouse models of subcutaneous xenografts showed, in both cases, a rapid and specific accumulation of the anti-mesothelin nanobody at the tumor site compared to negative controls and a rapid elimination from normal tissues. Using this same nanobody for the development of bispecific Fab antibodies targeting simultaneously mesothelin and effector T cells. We have shown in vitro the ability of this format to specifically induce CD8 T cell cytotoxicity towards mesothelin positive tumor cells.