Facteurs immunologiques et génétiques impliqués dans la variabilité de la pharmacocinétique des anticorps thérapeutiques, Immunologic and genetic factors involved in pharmacokinetic variability of therapeutic antibodies

De
Publié par

Sous la direction de Herve Watier
Thèse soutenue le 05 mars 2010: Tours
Pas de résumé fourni.
-Anticorps monoclonaux recombinants
-Infliximab
-Allotypes
-Pharmacocinétique
-FcRn
No summary available.
-Antibodies -to-Infliximab (ATI)
Source: http://www.theses.fr/2010TOUR3129/document
Publié le : lundi 31 octobre 2011
Lecture(s) : 130
Nombre de pages : 242
Voir plus Voir moins

UNIVERSITÉ FRANÇOIS - RABELAIS
DE TOURS
ÉCOLE DOCTORALE Santé, Sciences, Technologies
UMR CNRS 6239 GICC
Equipe « Immunogénomique et anticorps thérapeutiques »
THÈSE présentée par :
Charlotte MAGDELAINE-BEUZELIN
soutenue le 5 mars 2010
pour obtenir le grade de : Docteur de l’université François - Rabelais
Sciences de la Vie et de la Santé/Immunologie
Facteurs immunologiques et génétiques impliqués
dans la variabilité de la pharmacocinétique des
anticorps thérapeutiques
THÈSE dirigée par :
Monsieur WATIER Hervé Professeur, Université François – Rabelais de Tours
RAPPORTEURS :
Madame BENE Marie-Christine Professeur, Université de Nançy 2
Monsieur BOUCRAUT José Maître de Conférence, HDR, Université de Marseille II
JURY :
Monsieur LEBRANCHU Yvon Professeur, Université François - Rabelais de Tours
Monsieur PAINTAUD Gilles Professeur, Université François - Rabelais de Tours
Monsieur THULLIER Philippe Médecin, Centre de Recherches du Service de Santé des Armées
Madame BENE Marie-Christine Professeur, Université de Nançy 2
Monsieur BOUCRAUT José
Monsieur WATIER HervéA Benoit, Elliot et ThomasRemerciements
Madame Béné, je vous remercie d’avoir accepté avec autant d’enthousiasme de juger
ce travail.
Monsieur Boucraut, je vous remercie d’être rapporteur de ma thèse. Certains projets
vous appellent sur Tours, je vous souhaite une collaboration enrichissante.
Monsieur Lebranchu, je vous remercie de participer à mon jury de thèse. Nous avons
depuis le mois de janvier de cette année d’autres occasions de parler d’immunologie. Je suis
très heureuse de découvrir avec le HLA et les greffes d’organe une autre facette de cette
discipline.
Merci Gilles de juger mon travail. Je te prie de recevoir ici toute ma reconnaissance
pour les travaux dans lesquels nous sommes associés, le CePiBAC, mais également
POLYPHAR qui aura supporté ma dernière année de thèse.
Monsieur Thullier, je vous remercie de faire partie de mon jury de thèse. Vos centres
d’intérêt scientifiques vous ont rapproché de l’équipe d’Hervé et du GDR « Anticorps et
Ciblage Thérapeutique », je vous souhaite de bons partenariats.
3Hervé, trouve ici le témoignage de ma reconnaissance pour ces années passées en
Immunologie depuis l’internat jusqu’à l’aboutissement de cette thèse. Même si celle-ci ne sert
pas les objectifs que nous nous étions initialement fixés, je suis contente d’avoir mené à bien
ce travail et je te remercie de m’avoir encouragé dans cette voie. Je te suis reconnaissante
également d’avoir respecté mes choix pour des travaux proches de la routine d’analyse
médicale. Cependant, ma participation à des projets d’immunologie plus fondamentale, et en
particulier à l’exploration de FcRn cette dernière année m’a permis de découvrir des
techniques de biologie moléculaire et cellulaire qui me serviront très rapidement je pense.
Sache qu’en tant qu’étudiante puis comme assistante, j’ai beaucoup apprécié (et envié) ta
faculté à rendre limpide des concepts pointus d’immunologie, qualité que j’espère pouvoir
moi-même continuer de travailler, même si l’enseignement n’est plus tout à fait une de mes
missions. Je suis contente de trouver avec le HLA, une autre façon explorer l’immunologie.
Nos projets respectifs nous amèneront peut-être à travailler ensemble.
Monsieur Bardos, vous m’avez accueillie dans votre laboratoire pour mes stages
d’internes, mon DEA et vous m’avez confié un poste d’AHU, recevez ici le témoignage de
ma reconnaissance.
Danielle, je vous remercie de votre soutien pendant les huit années que j’ai passé à vos
côtés. J’ai beaucoup apprécié l’apprentissage de l’auto-immunité avec toute la rigueur que
requiert cette discipline. A travers elle et avec vous, j’aurais appris la mise au point et la
validation des méthodes de dosage « maison », les déceptions qui accompagnent les loupés,
l’entêtement à comprendre ce qui n’a pas été et surtout la satisfaction du travail accompli. Je
garde en mémoire notre virée en Suisse et le musée Tinguely, nos séances de FMC. Je vous
suis très reconnaissante de la grande humanité que vous m’avez toujours témoignée.
Gilles, je ne souhaite pas réduire notre complicité à la liste exhaustive des sujets de
conversation que nous avons abordés. Merci d’avoir partagé ces moments avec moi et de ton
soutien maintes fois assuré.
4Valérie, cette année, passée trop vite, fut très instructive et c’est en grande partie à toi
que je le dois. Je te remercie beaucoup du temps que tu m’as consacré, de ta franchise, de ta
patience, de ton humanité et de tout ce que tu m’as permis de partager avec toi, drôle ou pas.
J’aurais aimé te connaître bien plus tôt.
Marc, je te remercie de ton aide dans les travaux qui nous associent, en particulier en
biologie moléculaire bien sûr. Je retiendrai ces moments de doute existentiel sur la couleur la
plus appropriée ou l’angle le plus adequat pour représenter en trois dimensions les molécules
des figures à publier. Tu as été patient et ma sensibilité artistique a pu pleinement s’exprimer !
Pour ma part, je vais tenter d’entretenir le souvenir de tes remarques quelquefois désarmantes
sur ma garde-robe. Bonne chance pour la suite.
Patrick, merci infiniement de ta disponibilité et des réponses simples à mes questions
de novice en PCR quantitative. Tu m’as été d’une aide très précieuse.
Audrey et Marie-Noëlle, vous ne m’en voudrez pas de vous remercier dans un même
petit mot, vu que dans la vie de labo vous êtes tout autant complices ! Merci donc de votre
motivation et de votre travail qui aura fait avancer le mien, je pense à PEPIT’ bien sûr mais
aussi aux analyses de routine hospitalière. Les ATI et les déboirs multiples et variés des
anticorps induits pour l’une, FCGRT décliné à l’envi pour l’autre.
Babeth, Christiane, Isabelle, Céline, Clotilde, Michèle, Monique, Christine, Anne-
Claire, Céline, Claude, Philippe et Jean-Michel, trouvez ici le témoignage de mon affection et
de ma gratitude pour votre accueil il y a huit ans ainsi que votre soutien et votre convivialité
constants pendant ces années. J’ai beaucoup apprécié travailler avec vous.
5Elodie, Natacha, Ninie, David, Benoît, Alexis, Michelle, Raphaël, Emmanuel et
Germain. Je ne sais pas, au moment où j’écris ces quelques lignes, où en sont vos paris sur
notre dos, pauvres thésards, mais Julien et moi aurons tenu bon, c’est l’essentiel ! A votre
contact, j’aurais appris de multiples choses vu les horizons très différents dont vous venez
tous : en vrac Jay-Gould, Bershka, Be-quizz, la tarte à la framboise, mais aussi la culture
cellulaire, et la culture linux, le tri de cellules, la biologie moléculaire, la PK....Merci pour les
bons moments passés avec vous. Bonne route !
A la mémoire de Mamita, Grand-Père Christian et Papy, j’aurais aimé vous garder
encore un peu.
Papa, Maman et Edouard pour être toujours si attentifs.
Emilie, Jason and Nathan. Thank you for your help with my english...and all the other
most important things.
Laurence, Dominique, Martin et Julie, Mathieu, Anna, Charles et Paul, Jean-Baptiste,
merci d’être toujours là pour me soutenir. Clémentine, la thèse ce n’est qu’un (mauvais ?)
moment à passer, courage !
Mamie, Simone et Grand-Père, Amatxi et Jacques, Anne et Ahe, merci de votre
attention constante. Nicolas, nos chemins professionnels se ressemblent beaucoup : merci de
tes conseils.
Mes très chers amis : Cendra et Christophe, Caro et Stéphan, Cathy, Céline et
Médérick, Stéphanie, Anne-Sophie et Jean-Baptiste, Anne et Pierre, Géraldine et Florent,
Bertille et Jeff, Sarah et Xavier, Romain et Claire, Virginie et Eric ... puissions-nous ne jamais
nous perdre de vue.
6Résumé
Facteurs immunologiques et génétiques impliqués dans la variabilité de la
pharmacocinétique des anticorps thérapeutiques
A l’instar des pionniers de la sérothérapie qui s’interrogeaient déjà sur la pharmacologie des
anticorps, nous avons analysé les facteurs immunologiques susceptibles d’influencer la
pharmacocinétique des anticorps monoclonaux recombinants. Leurs séquences peptidiques et
les gènes codant leurs domaines variables ont été précisément décrits afin d’évaluer leur
divergence par rapport au répertoire germinal humain. En ce qui concerne les domaines
constants, nous avons identifié les déterminants allotypiques qu’ils portent, et recherché si les
allotypes G1m du patient pouvaient influencer la survenue d’anticorps induits, en prenant
l’infliximab comme modèle d’étude. Même si cela ne semble pas être le cas pour cet anticorps
chimérique, la mise au point des tests de détection des anticorps induits nous a permis de
quantifier pour la première fois leurs effets sur la pharmacocinétique des anticorps
thérapeutiques. La survenue d’anticorps anti-infliximab provoque une diminution de moitié de
la demi-vie d’élimination de cet anticorps ; des résultats analogues ont été obtenus avec
l’adalimumab. Une autre piste de recherche serait d’explorer FcRn, le récepteur néonatal des
IgG impliquait dans leur métabolisme et dont les polymorphismes pourraient influencer la
pharmacocinétique.
Mots-clés : Anticorps monoclonaux recombinants – infliximab – antibodies to infliximab
(ATI) – allotypes – pharmacocinétique – FcRn
7Résumé en anglais
Immunologic and genetic factors involved in the variability of therapeutic antibody
pharmacokinetics
As the pioneers of serotherapy who already wondered about antibody pharmacology, we have
analysed the immunologic factors that may influence recombinant therapeutic antibody
pharmacokinetics. Their peptidic sequences and the genes encoding their variable domains
were precisely described in order to evaluate their divergence from the human germline
repertoire. We also identified the allotypic determinants they carry and explored whether the
patient G1m allotypes can influence the onset of induced antibody, taking infliximab as a
model. Although it does not seem to be the case for this chimaeric antibody, the setting up of
assays detecting induced antibodies allowed us to quantify for the first time their influence on
therapeutic antibody pharmacokinetics. Antibodies against infliximab are associated with a
half decrease in the elimination half life of infliximab; analogous results were obtained for
adalimumab. Another interesting way of investigation would be to explore FcRn, the IgG
neonatal Fc receptor which plays a role in IgG metabolism and whose genetic polymorphisms
may influence IgG pharmacokinetics.
Keywords: recombinant monoclonal antibodies – infliximab – antibodies to infliximab (ATI)
– allotypes – pharmacokinetics – FcRn
8Table des matières
Remerciements.......................................................................................................................3
Résumé ..................................................................................................................................7
Résumé en anglais..................................................................................................................8
Table des matières..................................................................................................................9
Liste des tableaux.................................................................................................................12
Liste des figures ...................................................................................................................14
Liste des annexes..................................................................................................................21
INTRODUCTION................................................................................................................22
GENERALITES...................................................................................................................27
1- De la sérothérapie aux anticorps monoclonaux recombinants : structure, ingénierie et
immunogénicité....................................................................................................................28
1-1 Sérothérapie et immunoglobuline humaines polyclonales ...........................................28
1-2 Les anticorps monoclonaux murins.............................................................................35
1-3 Les anticorps monoclonaux recombinants...................................................................40
1-3-1 Structure des anticorps monoclonaux recombinants.............................................41
1-3-2 Degré d’humanisation .........................................................................................42
1-3-3 Format.................................................................................................................43
1-4 Les anticorps monoclonaux recombinants chimériques...............................................45
1-4-1 Ingénierie des anticorps chimériques ...................................................................45
1-4-2 Choix de l’isotype de chaîne légère et de chaîne lourde .......................................48
1-4-3 Glycosylation des anticorps thérapeutiques..........................................................54
1-5 Les anticorps monoclonaux recombinants humanisés et complètement humains.........58
1-5-1 Ingénierie des anticorps humanisés......................................................................58
1-5-2 Ingénierie des anticorps complètement humains ..................................................60
1-5-3 Structure tridimensionnelle des domaines variables .............................................64
1-5-4 Motifs d’agrégation .............................................................................................66
1-6 Immunogénicité des anticorps monoclonaux recombinants.........................................67
1-6-1 Anticorps anti-anticorps ......................................................................................67
1-6-2 Méthodes de détection des HACA et HAHA .......................................................68
1-6-3 Immunogénicité comparée des anticorps thérapeutiques ......................................74
2- Facteurs génétiques d’immunogénicité des anticorps monoclonaux recombinants ............77
2-1 Allotypes....................................................................................................................77
92-1-1 Système allotypique des IgG ..............................................................................78
2-1-2 Système allotypique Km......................................................................................82
2-1-3 Allotypes portés par les anticorps thérapeutiques IgG1........................................83
2-2 Prédiction d’épitopes T...............................................................................................84
2-3 Influence d’autres caractéristiques individuelles des patients traités............................86
2-4 Conclusion sur l’immunogénicité des anticorps thérapeutiques...................................87
3- Pharmacocinétique des anticorps monoclonaux recombinants et immunogénicité.............89
3-1 FcRn, un récepteur d’IgG aux multiples facettes (article n°1) .....................................90
3-2 Pharmacocinétique et biodistribution..........................................................................95
3-2-1 Demi-vie et distribution.......................................................................................95
3-2-2 Concentration des anticorps.................................................................................96
3-2-3 Immunogénicité et pharmacocinétique des anticorps thérapeutiques anti-TNF-α
RESULTATS.....................................................................................................................100
1- Présentation générale......................................................................................................101
2- Pharmacocinétique de l’adalimumab et de l’infliximab en gastro-entérologie : influence des
anticorps induits .................................................................................................................102
2-1 Introduction..............................................................................................................102
2-2 Article n°2 : Influence of through levels and immunogenicity on long-term outcome of
adalimumab therapy in Crohn’s disease..........................................................................104
2-3 Article n°3 : Infliximab pharmacokinetics in inflammatory bowel disease patients ...118
2-4 Discussion................................................................................................................126
3- Recherche de facteurs structuraux et génétiques impliqués dans l’immunogénicité des
anticorps thérapeutiques .....................................................................................................130
3-1 Introduction..............................................................................................................130
3-2 Evaluation de l’immunogénicité des domaines variables des anticorps thérapeutiques à
partir de données structurales : exemples des anticorps anti-cancéreux et des anticorps anti-
TNF-α............................................................................................................................133
3-2-1 Article n°4 : Structure-functions relationships of the variable domains of
monoclonal antibodies approved for cancer treatment.................................................133
3-2-2 Analyse structurale des domaines variables des anticorps thérapeutiques ciblant le
TNF-α ........................................................................................................................150
3-3 Analyse de facteurs génétiques candidats pouvant influencer l’inmmunogénicité de
l’infliximab ....................................................................................................................159
10

Soyez le premier à déposer un commentaire !

17/1000 caractères maximum.

Diffusez cette publication

Vous aimerez aussi