Du projet PolAtheraDiag au projet ABCardionostics
L’objectif du projet « PolAtheraDiag » (financé par une dotation de recherche de 80k€ de la Fédération Française de Cardiologie, 2017-2019, Leader Dr G. Clofent-Sanchez) était d’isoler des AcHu pour la thérapie de l’athérosclérose ciblant les MP.
Nous avons d’abord sélectionné par phage display in vitro des AcHu capables de se lier à un modèle de MP, le modèle Mox/CE. Ce modèle est basé sur des MP, dérivés de monocytes sanguins de donneurs sains, stimulés avec des LDL oxydées (LDLox) et un extrait de carotides (CE pour « carotid extrait ») pour reproduire le microenvironnement des plaques. Cet extrait provient d’un pool de biopsies de patients ayant subi une endartériectomie (service de chirurgie du Pr E. Ducasse, CHU de Bordeaux).
Parmi ces AcHu, notre objectif étaient d’identifier des AcHu thérapeutiques, c.à.d. capables d’induire des fonctions athéroprotectrices, telles que l’efflux lipidique ou la reprogrammation des MP vers l’état immunorégulateur. Dans ce projet, nous avons isolé 1000 clones de phage-scFv individuels (thèse de Coraline Borowczyk 1997-2000) qui ont ensuite été criblés pour leur interaction spécifique avec deux modèles de MP athérogènes : le modèle Mox/CE et le modèle de MP non spumeux inflammatoires classique M1. Les clones ont ensuite été validés pour leur interaction spécifique sur ces mêmes modèles, générés à partir de donneurs différents, en ELISA. Cela nous a permis d’isoler environ une centaine de candidats, dont les séquences VH-VL ont été séquencées par Mathilde Ragues, dans le cadre d’une thèse démarrée en novembre 2023. Nous analysons actuellement leur interaction in vitro avec le modèle Mox (MP stimulés avec des LDLox) en cytométrie de flux et ex vivo avec les MP présents dans la plaque par immunohistochimie sur des coupes de carotides. Leur production future sous un format proche d’un anticorps entier en termes de réactivité, le format « scFv-Fc », permettra d’évaluer leur potentiel thérapeutique in vitro sur des MP, puis in vivo. Ces AcHu sont déjà considérés comme de bons candidats pour le diagnostic, étant spécifiques de notre modèle Mox/CE mimant les MP spumeux de la plaque.
Néanmoins, cette démarche nous a paru perfectible, car l’extrait carotidien utilisé pour générer le modèle ne permet pas de reproduire l’ensemble des stimuli présents dans la plaque, ces derniers variant de manière spatiotemporelle. La caractérisation de ces stimuli nous a semblé essentielle pour reproduire in vitro les différents types de MP présents dans les niches environnementales formées dans la plaque d’athérome au cours de son évolution vers la rupture. C’est pourquoi nous avons souhaité intégrer cette dimension au projet en apportant des modèles de macrophages physiopathologiques plus pertinents. Cette possibilité s’est ouverte grâce à des rencontres décisives, avec nos partenaires actuels du projet ABCardionostics.
L’obtention d’un financement ANR-MRSEI de 30 k€ (2020-2021) a permis d’organiser à Bordeaux des échanges
fructueux menant à la proposition ABCardionostics, financée par un EIC Pathfinder Open Horizon (3.6M€ dont 903k€ pour
le CRMSB).
La proposition ABCardionostics offre une solution innovante pour le diagnostic non invasif et la thérapie personnalisée des plaques d’athérome. Cette solution permettra de cartographier les plaques d’athérome vulnérables le long de l’arbre artériel en les stratifiant suivant leur composition en MP, un paradigme inédit, en rupture avec les stratégies de diagnostic actuelles, et d’apporter une solution thérapeutique personnalisée en fonction des MP présents dans la plaque. Les objectifs seront les suivants : (1) Isoler un panel d’AcHu capables de différencier les MP athérogènes des MP anti-athérogènes (AcHu qui, couplés à des radioisotopes pour une imagerie moléculaire, permettront de détecter les zones vulnérables et de suivre l’impact d’un traitement thérapeutique) ; (2) Identifier des AcHu spécifiques des molécules surexprimées par les MP athérogènes ou leur microenvironnement (AcHu pour le diagnostic et/ou l’adressage de thérapies), ainsi que déterminer leur cible. Ces AcHu anti-plaque ou anti-MP athérogènes permettront de diriger les thérapeutiques adaptées (immunorégulation, efflux, …) vers des types de MP donnés grâce à la conception et la production d’anticorps bispécifiques ; (3) Identifier des AcHu thérapeutiques (i.e. capables d’induire ou restaurer des fonctions anti-athérogènes dans le MP ciblé) ; (4) concevoir des Ac bispécifiques tétravalents pour une thérapie personnalisée et ciblée (deux paratopes dédiés à l’induction de l’effet thérapeutique, visualisé par une régression des plaques ou une progression freinée, et deux paratopes pour un adressage ciblé vers les MP pro-athérogènes ou leur environnement immédiat) ; (5) Identifier des marqueurs de vulnérabilité pour la conception de tests compagnons. Si ce projet est couronné de succès, il aura des retombées notables au niveau économique et sociétal en permettant une détection précoce des patients et un traitement ciblé et personnalisé améliorant leurs conditions de vie et de réduisant le fardeau économique lié à leur prise en charge.
La figure ci-dessus présente les deux volets du projet ABCardionostics :
- dans le premier dédié au diagnostic des plaques d’athérome vulnérables, nous recherchons des anticorps capables de discriminer les macrophages pro-athérogènes (macrophages non spumeux inflammatoires et macrophages spumeux) des macrophages anti-athérogènes.
- dans le deuxième dédié à la thérapie de l’athérosclérose, nous recherchons des anticorps capables de moduler les fonctions du macrophage de manière à induire des fonctions athéroprotectrices, telles que l’immunorégulation ou l’efflux du cholestérol.
Pour cela, nous utilisons une méthode originale basée sur deux étapes successives de phage display basée sur une banque de bactériophages exprimant des fragments d’anticorps appelés scFv pour « single cell fragment variable ». Associant un domaine VH là un domaine VL, le scFv (appelé aussi paratope) représente le site de liaison minimal à l’antigène d’un anticorps.
La première étape a été réalisée dans un modèle de lapin athéromateux et a permis d’isoler des fragments d’anticorps ciblant les plaques d’athérome au niveau de l’aorte; la deuxième étape sera réalisée in vitro sur des modèles expérimentaux de macrophages mimant ceux
présents dans la plaque d’athérome.
Présentation du consortium du projet ABCardionostics
Le CRMSB (Dr M-J, Jacobin-Valat, Dr G. Clofent-Sanchez et Dr F. Ottones) pour notre expertise dans la sélection en deux étapes (in vivo puis in vitro) d’AcHu spécifiques des différents types de MP et d’AcHu thérapeutiques, le Dr A. Poupon et V. Pouard (Société MabSilico, Tours) pour analyser in silico les séquences NGS (Next-generation Sequencing) issues des différentes sous-banques d’AcHu sélectionnées, en extraire des AcHu candidats, en déterminer les cibles et procéder à la maturation de leur affinité, le Dr E. Trévisiol (TBI-CNRS, Toulouse) pour valider des couples d’AcHu avec leur cible identifiée avec des micropuces de protéines à façon (technique de Stamp-printing), le Pr E. Biessen et le Dr P. Goossens (MUMC, Pays-Bas) pour caractériser les modifications spatiotemporelles liées à la progression de la plaque, au niveau moléculaire et cellulaire grâce à leurs technologies de pointe (imagerie multispectrale, Macroscreen et Omics), Pr C. Cabane (CRNS-CBMN INP, Bordeaux) pour la production des anticorps monospécifiques et S. Choblet (CNRS-BACFLY, Saint-Chrystol-Lès-Alès) de formats originaux d’AcHu (anticorps bispécifiques tétravalents), le Dr C. Deffaud (Société Biotem, Apprieu) pour produire à grande échelle (BPL) les AcHu candidats, le Dr C. Perez-Medina (CNIC, Madrid) pour coupler les AcHu produits à des radionucléides PET de dernière génération et développer l’imagerie TEP/IRM dans des modèles animaux (souris Apoe-/- et mini-pig PCSK9), le Dr J-P. Aben (Société Pie Medical, Pays-Bas) pour développer des méthodes de traitement d’images (Deep Learning). Ce réseau s’est enrichi de l’ajout, au sein du comité consultatif stratégique (Steering Advisory Board), d’entrepreneurs en vue du futur transfert vers la clinique, ainsi que de cliniciens du CHUB (Bordeaux) et du MUMC (Maastricht). Ces derniers auront accès aux biobanques et seront impliqués dans le recrutement de patients pour de futurs essais cliniques. L’expertise portant sur le phage display, la recherche d’anticorps ciblant la plaque d’athérome et le développement d’outils pour le diagnostic de l’athérosclérose des membres du CRMSB impliqués dans ce projet est démontré par une longue liste de publications et deux brevets.
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