Production de Nanobodies

Les nanobodies présentent de nombreux avantages à être exploités dans des applications thérapeutiques, diagnostiques, et de recherche. Ceci inclut :

• Production facilitée : contrairement à la production d’anticorps monoclonaux complets N-glycosylés, qui se fait généralement en Cellules mammifères, VHH peuvent être produites dans des systèmes d’expressions microbiens comme E. coli ou levures. La Production dans E. coli se fait généralement par sécrétion dans l’espace périplasmique oxydant afin d’éviter une étape supplémentaire de repliement.

• Faible immunogénicité : les VHH présentent une faible immunogénicité grâce à leur petite taille et à leur forte homologie de séquence avec le VH humain de la famille de gène III.

• Bonne pénétration des tissus : la petite taille des anticorps anti-HVH leur permet de passer facilement les barrières et de pénétrer dans les tissus. Ainsi, ces anticorps de petite taille peuvent accéder à des cibles qui ne pourraient pas être atteintes par des anticorps de pleine longueur.

• Capacité à reconnaître une grande variété d’épitopes : Les anticorps VHH ont la capacité de reconnaître des épitopes profondément enfouis dans les antigènes.

• Grande stabilité : La grande stabilité des VHH permet de les utiliser dans diverses applications telles que la capture de réactifs ou la biodétection.

Les nanobodies offrent certains avantages comparés aux anticorps de taille normale. Les avantages évoqués ci-dessus ouvrent la voie au développement de nouvelles thérapies.

Associés au pouvoir de criblage de la technologie de phage display, les nanobodies peuvent être générés contre une multitude d’antigènes aux propriétés différentes. Bien que les protéines et les peptides soient les antigènes les plus largement utilisés pour la production de nanobodies, il existe un intérêt croissant pour la production de nanobodies contre des épitopes inexploités.

Certains de ces épitopes inexploités sont généralement difficiles à cibler en raison de leur complexité structurelle. Toutefois, si l’on utilise la technique phage display à base de cellules pour générer des nanobodies, de nombreux nouveaux traitements biologiquement pertinents peuvent être mis en œuvre en clinique.

Les AcM complets sont traditionnellement utilisés pour leur capacité à provoquer une ADCC ou un CDC via leur domaine de récepteur Fc. Ces propriétés sont hautement souhaitables lors du développement de thérapies par anticorps monoclonaux contre le cancer.

Cependant, leur grande taille devient un inconvénient lorsqu’il s’agit de cibles difficiles à atteindre. Contrairement aux IgG complètes, les nanobodies ne peuvent pas provoquer d’ADCC ou de CDC, mais peuvent être utilisés comme des médicaments antagonistes pour immunomoduler et contrôler la prolifération des cellules tumorales et peuvent induire l’apoptose.

D’autres approches prometteuses comprennent la conjugaison de nanobodies à diverses entités telles que des domaines effecteurs, des radionucléides ou même des nanoparticules recouvertes de petites molécules.

Le VHH peut empêcher la propagation des virus en interférant à différentes étapes du cycle de réplication virale. Les intrabodies représentent également une approche prometteuse pour leur capacité à cibler la réplication du virus à un stade précoce. Cependant, la faisabilité de cette approche chez les patients limite son utilisation. C’est pourquoi des couplages de nanobodies avec des agents de pénétration cellulaire ont été mis au point (par exemple, un conjugué nanocorps anti-HCV-pénétrant).
Les nanobodies peuvent aussi être utilisés pour combattre les infections bactériennes. Plusieurs stratégies élégantes impliquant l’utilisation du VHH ont déjà été développées.

• Blocage de l’attachement de la bactérie aux cellules hôtes : le VHH peut interférer avec l’attachement bactérien aux cellules hôtes en se liant aux protéines de surface bactériennes.

• Limitation de la motilité bactérienne : cibler les flagelles des bactéries est une bonne option pour limiter la motilité bactérienne. Pour ce faire, une approche bien décrite consiste à produire des VHH pentamériques spécifiques des flagelles. Cette stratégie limite la capacité de colonisation de la bactérie.

• Limitation de la résistance bactérienne aux antibiotiques : les nanobodies peuvent être utilisés pour interférer avec les enzymes conférant aux bactéries une résistance aux antibiotiques. Cette stratégie originale a été utilisée pour le développement d’un anticorps dirigé contre la β-lactamase, conférant aux bactéries une résistance aux β-lactamines. L’administration d’un anti-β-lactamase en association avec un antibiotique β-lactame augmente l’efficacité du traitement antibiotique.

Jusqu’à aujourd’hui, il n’y a pas de traitement pour soigner les maladies neurodégénératives. Seuls des traitements symptomatiques sont disponibles sur le marché. Grâce à leur sélectivité unique et leur capacité à traverser la barrière hémato-encéphalique, les nanobodies représentent une approche intéressante pour surpasser ces défis. Plusieurs essais impliquant la production de nanobodies pour soigner la maladie d’Alzheimer sont déjà bien documentés. Bien que son origine ne soit pas encore bien comprise, il existe plusieurs hypothèses sur la pathogenèse de la maladie d’Alzheimer. L’un d’eux implique le dépôt de plaques amyloïdes extracellulaires entraînant la mort des neurones. Ainsi, plusieurs biomolécules impliquées dans la formation des plaques amyloïdes ont été considérées comme des cibles potentielles des nanobodies. Cela inclut le peptide Aβ libre ou le BACE-1…
Des stratégies similaires ont été employées pour cibler l’α-synucléine afin de guérir la maladie de Parkinson. La maladie de Parkinson est caractérisée par un mauvais repliement de l’α-synucléine conduisant à la formation d’agrégats et finalement à la mort. A ce jour, aucune solution n’a permis de prévenir l’agrégation de l’α-synucléine mais les nanobodies restent une approche thérapeutique prometteuse.
Cette liste ne constitue qu’un aperçu non exhaustif du potentiel des nanobodies en tant qu’agent thérapeutique. D’autres applications ont déjà été explorées comme le traitement anti-inflammatoire ou anti-infectieux…