Structure complète d'un anticorps, montrant ses domaines. Crédit :Université de Bath
Des chercheurs de l'Université de Bath au Royaume-Uni et de la société biopharmaceutique UCB ont trouvé un moyen de produire des anticorps miniaturisés, ouvrant la voie à une nouvelle classe potentielle de traitements contre les maladies.
Jusqu'à maintenant, les plus petits anticorps artificiels (appelés anticorps monoclonaux, ou mAbs) étaient dérivés de lamas, alpagas et requins, mais les molécules révolutionnaires isolées des cellules immunitaires des vaches sont jusqu'à cinq fois plus petites. C'est grâce à une caractéristique inhabituelle d'un anticorps bovin connu sous le nom de domaine bouton.
Les implications médicales potentielles de la taille réduite des nouveaux anticorps sont énormes. Par exemple, ils peuvent se lier à des sites d'agents pathogènes auxquels les molécules d'anticorps ordinaires sont trop grosses pour s'accrocher, déclenchant la destruction des microbes envahissants. Ils peuvent également être en mesure d'accéder à des sites du corps que les anticorps plus gros ne peuvent pas.
Les anticorps sont constitués de chaînes d'acides aminés (les éléments constitutifs des protéines) qui se réunissent en une structure bouclée. Les boucles dans les chaînes, appelées régions déterminantes de la complémentarité, se lier à des cibles antigéniques, activant ainsi le système immunitaire. Les anticorps bovin sont plus bouclés que la plupart, et environ 10 % comprennent un domaine en forme de bouton, une caractéristique unique parmi les vertébrés à mâchoires. Ces paquets serrés de mini-boucles sont présentés sur une tige de protéine, loin des autres boucles, et on pense qu'ils jouent un rôle essentiel dans la liaison.
La raison pour laquelle les domaines du bouton créent une agitation est simple :isolés du reste de l'anticorps, ces extensions de boucle peuvent fonctionner de manière autonome, fabriquer efficacement de minuscules anticorps qui peuvent se lier étroitement à leurs cibles.
Professeur Jean van den Elsen du département de biologie et de biochimie de Bath, qui a participé à la recherche, a déclaré que cette découverte était surprenante. "Ces boutons sont capables de lier leur cible sous forme d'anticorps complets, donc en effet, nous avons pu miniaturiser les anticorps pour la première fois."
De gauche à droite :Le fragment de liaison à l'antigène d'un anticorps (Fab), un fragment d'anticorps constitué d'un anticorps à domaine unique (VHH) et d'un domaine bouton. Crédit :PLOS Biology et Alex Macpherson
Ces nouvelles molécules ont été développées dans le cadre d'un projet de collaboration entre l'Université de Bath et la société biopharmaceutique mondiale UCB. Ils proviennent de vaches immunisées par injection d'un antigène (particules d'un corps étranger), provoquant une réponse immunitaire. Les anticorps naturels sont extraits de la vache, par un processus de tri et de « séquençage en profondeur » des cellules B productrices d'anticorps. Les anticorps résultants sont ensuite fabriqués en laboratoire dans des cultures de cellules humaines.
Les anticorps réguliers sont fabriqués par le corps humain dans le cadre de sa réponse naturelle à une infection, alors que les anticorps monoclonaux sont administrés à un patient lorsqu'une infection s'est installée et qu'ils luttent pour la vaincre sans aide. Au cours des dernières décennies, Les mAb sont apparus comme des traitements efficaces pour diverses conditions médicales, y compris les cancers, maladies auto-immunes et infections virales graves. On espère que les mAb miniaturisés seront éventuellement impliqués dans une gamme de thérapies médicamenteuses.
L'antigène utilisé par les chercheurs de Bath pour déclencher une réponse immunitaire chez les vaches est appelé composant du complément C5, et C5 joue un rôle dans de nombreuses maladies humaines (y compris COVID-19), où il y a une réponse inflammatoire.
Non seulement ces nouveaux anticorps monoclonaux ont un avantage de taille par rapport aux mAb classiques, mais ils sont également plus robustes, ce qui signifie qu'ils restent stables plus longtemps.
"Ils sont très solides, structures serrées, " a déclaré le professeur van den Elsen. " Ainsi, non seulement ils parviennent à des endroits mieux que les autres anticorps, mais ils peuvent également avoir une durée de vie beaucoup plus longue. "
Alex Macpherson, un doctorat étudiant à Bath et biochimiste à UCB, qui est l'auteur principal de l'article, a ajouté:"La découverte de médicaments anticorps est un domaine établi, mais cette recherche ouvre des opportunités entièrement nouvelles. Il existe un énorme potentiel d'utilisation pour ces anticorps miniaturisés."
Alastair Lawson, Un chercheur en immunologie à UCB et responsable du projet UCB a déclaré :"Cette recherche a conduit à la découverte des plus petits fragments d'anticorps cliniquement pertinents jamais signalés et nous sommes très enthousiastes quant à leur potentiel."
