Les différences dans les méthodes de production des anticorps thérapeutiques peuvent entraîner des variations dans leur structure, selon la procédure de recombinaison choisie. Les distinctions, qui sont basées sur un certain nombre de glycosylations, même impacter la stabilité des anticorps. C'était le résultat d'une comparaison de haute précision des propriétés structurelles des isotopes d'anticorps qui ont été fabriqués dans des cultures cellulaires ou des plantes. Équipement BOKU (EQ BOKU) basé à l'Université des ressources naturelles et des sciences de la vie, Vienna (BOKU) a utilisé des spectromètres de masse à la pointe de la technologie pour repérer les différences infimes dans la glycosylation des immunoglobulines.
Les anticorps sont l'une des formes de médecine les plus précises et sont de plus en plus utilisés pour lutter contre le cancer et d'autres affections. Ils sont fréquemment produits de manière recombinante, avec une gamme de différents procédés de fabrication en cours d'utilisation. Chaque processus crée un échafaudage protéique identique dans l'anticorps, mais il existe des différences dans ce qu'on appelle la glycosylation, ou modification en ajoutant des glucides spécifiques. Précédemment, on savait peu de choses sur la manière dont ces différences se produisent et sur la forme qu'elles prennent. En identifiant ces subtils, mais les distinctions potentiellement importantes sur le plan médical nécessitent une analyse extrêmement complexe, ce qui n'est possible qu'en utilisant les dernières procédures de spectrométrie de masse. Une équipe BOKU a eu accès à un tel équipement dans les installations EQ BOKU de l'université et a découvert des résultats surprenants.
L'équipe dirigée par le Pr Richard Strasser est la première à identifier des différences précises dans les schémas de glycosylation de l'immunoglobuline A, qui avaient été produits soit dans des cultures de cellules humaines (HEK293), soit dans des systèmes végétaux (Nicotiana benthamiana). Pr Strasser, membre du Département de génétique appliquée et de biologie cellulaire, a commenté:"Même nous avons été surpris par l'ampleur des différences. Il y avait de forts contrastes entre les deux systèmes en termes de structure des glucides utilisés pour la glycosylation et de leur position sur les protéines."
A l'aide de techniques ultramodernes appelées chromatographie capillaire en phase inversée et spectrométrie de masse électrospray fournies par EQ, l'équipe a réussi à analyser la glycosylation dans chaque système jusque dans les moindres détails. Ils ont découvert que l'immunoglobuline A produite dans la culture cellulaire HEK293 contenait beaucoup plus et aussi plus de N-glycanes complexes – un groupe d'hydrates de carbone qui se lient à des atomes d'azote particuliers – que celui produit dans les cultures cellulaires de mammifères. L'immunoglobuline A fabriquée dans les plantes avait également une gamme de structures significativement plus étroite. Cela était principalement dû au fait que les plantes n'ont aucune des voies métaboliques requises pour la glycosylation des mammifères. "Mais nous avons aussi vu des glycosylations dans les anticorps fabriqués dans les plantes qui ne peuvent se produire que dans les plantes, " a ajouté le Pr Strasser.
Bien que les glycosylations dans les anticorps produits dans N. benthamiana étaient purement spécifiques à la plante, les anticorps présentaient les mêmes propriétés de liaison pour les antigènes que ceux fabriqués à partir de cellules humaines. Ceci suggère qu'en ce qui concerne les applications thérapeutiques, le choix du système de production ne fait aucune différence. Cependant, une analyse plus approfondie par l'équipe du professeur Strasser a révélé que la stabilité de l'immunoglobuline A varie en fonction de la méthode de production - un facteur qui pourrait avoir un effet décisif sur son utilisation dans le traitement. L'analyse consistait à tester la stabilité thermique des anticorps, qui s'est avéré être plus faible en immunoglobuline A produite dans les plantes. "Nous devons effectuer d'autres tests pour découvrir à quel point cela est important pour l'application de ces anticorps dans le traitement, " a expliqué le Pr Strasser.
Son équipe dispose de toutes les ressources nécessaires pour le faire chez EQ BOKU. Spectromètres de masse de pointe, les procédés de chromatographie et les calorimètres – et le savoir-faire des experts de BOKU – sont tous à la disposition des équipes de recherche de l'université, ainsi qu'aux utilisateurs de l'industrie et d'autres institutions universitaires.
