anticorps

Immunopathologie et immunointervention – Biothérapie (anticorps)
25/11/2013
BRIS Pierre-Nicolas L3
Immunopathologie et immunointervention
Pr. Vivier
Relecteur 9
18 pages
Biothérapie (anticorps)
Ce cours permet de comprendre le lien entre la recherche et la clinique, il explique le cheminement qui permet
de proposer des anticorps en thérapeutique.
Introduction : Histoire de l'immunologie et de l'utilisation, de la manipulation du système immunitaire à des
fins médicales.
A la fin du XVIIIe siècle :un Anglais nommé Edward Jenner réalise par une observation
épidémiologique que les garçons vachers, qui traient des vaches infectées par la vaccine, vont être immunisés
contre la variole. La variole est une maladie mortelle chez l'Homme et elle a disparu de la surface de la Terre à
la fin des années 70 grâce à un programme de vaccination. Jenner a juste observé le phénomène mais on sait
maintenant que la vaccine et la variole sont des virus appartenant à la même famille (poxviridae) et qui donc se
ressemblent. Ainsi, lorsqu'on injecte la vaccine à un homme, celui-ci ne va pas développer de symptômes et
sera immunisé contre la variole.
1879-1886 : Le vaccin a été inventé par Louis Pasteur à un moment où la rage était inexorablement
mortelle chez l'homme. Il va induire une pression de sélection chez le virus telle que le virus va muter. Il
prélève des virus extraits de broyas de cerveaux d'hommes morts de la rage. Il prend le virus rabique humain et
l'adapte à des lignées in vitro de cellules qui étaient non permissives au départ, des cellules d'espèces
différentes. A la fin, le virus s'adapte à ces nouveaux hôtes cellulaires en mutant. Pasteur récupère alors un virus
qui a gardé des propriétés d'immunogénicité, c'est à dire qui est capable d'induire une réponse immunitaire chez
l'Homme mais est dépourvu d'activité toxique. C'est la première vaccination chez l'Homme.
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Plan
A. Structure et production des anticorps
I. Structure des anticorps
II. Production d'anticorps durant la réponse immunitaire
B. Les anticorps polyclonaux
I. La greffe
II. Les IVIG
C. Les anticorps monoclonaux
I. Production d'anticorps monoclonaux
II. Les mécanismes d'action d'un anticorps
III. Nomenclature des anticorps thérapeutiques
IV. Exemples d'anticorps utilisés en thérapeutique
D. Révolution dans la prise en charge du cancer
I. Action des anticorps sur les lymphocytes T
II. Action des anticorps sur les cellules NK
E. Antibody drug conjugate (ADC)

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1890 : Emil von Behring et Koch démontrent que le sérum d'animaux immunisés contre la toxine
diphtérique contient une antitoxine capable de transférer une immunité contre la diphtérie.
A. Structure et production des anticorps
I. Structure des anticorps
Un anticorps est composé de 2 chaînes lourdes et 2 chaînes légères : une chaîne lourde est liée à une
autre chaîne lourde et chacune de ces 2 chaînes est liée à une chaîne légère.
Les parties qui sont spécifiques de l'antigène sont les parties variables.
•Avant sa rencontre avec l'antigène, le lymphocyte B exprime ses anticorps qui sont des
immunoglobulines de surface, de manière transmembranaire.
• Lors de la rencontre avec l'antigène, le lymphocyte B est activé. Il se différencie en plasmocyte, va
sécréter des anticorps qui deviennent circulants. Ce sont ces anticorps sécrétés que l'on va induire par
vaccination. On a utilisés les Ac circulants au départ dans la vaccination et maintenant en tant que
médicaments en thérapeutique :
- dans les pathologies inflammatoires/ auto-immunes
- dans les cancers.
Les zones de l'anticorps qui se lient à l'antigène s'appellent VH (variable heavy) et VL (variable light).
Quand on regarde plus précisément une partie variable, on se rend compte qu'à l'intérieur de celle-ci il y a des
zones encore plus différentes entre les immunoglobulines.
En effet, les immunoglobulines diffèrent les unes des autres de par le fait qu'il y a:
–plusieurs isotypes (Ig A, Ig E …) détectables sur la partie Fc
–des parties qui sont vraiment très variables d'un anticorps à l'autre. Ce sont les parties hypervariables
dans la VH.
→ On a donc des parties constantes, des parties variables et des parties hypervariables.
A l'intérieur d'un même isotype (par ex les Ig G) on a les Ig G1, G2... La partie qui change même entre deux
anticorps qui appartiennent à la même classification est la partie hypervariable (CDR3), qui est le site
d'interaction avec l'antigène.
→ Le médicament ne doit pas être immunogène, ces zones sont donc importantes en thérapeutique car
c'est le site réel d'interaction avec les Ag.
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II. Production d'anticorps durant la réponse immunitaire
Au début de la réponse immunitaire, il va y avoir d'abord une réponse Ig M, ils se trouvent à la
surface du lymphocyte B. Ce LB va pouvoir sécréter des Ig M mais s'il rentre en contact avec un lymphocyte T
qui reconnaît le même antigène, il va y avoir une coopération T-B.
→ Il va y avoir ce qu'on appelle une commutation isotypique, ce lymphocyte B qui sécrétait des Ig M va
sécréter des Ig G, Ig A ou Ig E.
Cette commutation isotypique est très importante car les anticorps qui en résultent ont des propriétés
extrêmement différentes.
Par exemple, la demi-vie dans le sérum est très variable : on va avoir des Ig E qui vont rester sous forme libre
2 jours dans le sérum alors qu'il y a des Ig G1 ou Ig G4 qui vont rester plus de 3 semaines.
Que se passe-t-il lorsqu'on injecte un antigène à l'intérieur d'un organisme ?
Il va y avoir une réponse polyclonale.
Un antigène possède plusieurs épitopes
différents (petits 'triangles' à sa surface) qui
vont induire une réponse des lymphocytes B
spécifiques pour chaque épitope.
Cette réponse peut avoir des applications
thérapeutiques.
B. Les anticorps polyclonaux
Les anticorps polyclonaux sont utilisés en thérapeutique de manière très importante dans 2 indications :
la greffe et les IVIG.
I. La greffe : sérum anti-lymphocytaire SAL
Les anticorps polyclonaux sont très importants dans la greffe avec le sérum anti-lymphocytaire (SAL).
Il s'agit de lymphoglobulines (globulines antilymphocytaires) ou de thymoglobulines (globulines
antithymocytaires).
On a injecté à certaines espèces animales (cheval, lapin...) du matériel humain pour lequel ces espèces
vont générer des anticorps. C'est utilisé en transplantation hématopoïétique et en transplantation d'organes
afin de rendre l'individu receveur immunodéprimé. L'injection de SAL va conduire à l'élimination de toutes
les cellules reconnues par les anticorps.
→ Il y a alors une lymphopénie induite par les anticorps. En effet, une fois que les globules blancs sont
reconnus par les anticorps, ils vont être soit phagocytés par des macrophages, soit vont être la cible du
complément et les cellules vont être éliminées.
→ Cela permet de préparer l'individu receveur de greffe afin d'éviter le phénomène de rejet. Il est utilisé dans
toutes les greffes ! C'est quelque chose de très utile pour greffer mais c'est aussi une filière industrielle très
conséquente.
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II. Les IVIG : immunoglobulines intraveineuses
Il s'agit d'une autre indication complètement différente. Le but n'est pas de diminuer les populations
leucocytaires mais, au contraire, d'injecter des anticorps polyclonaux venant de l'homme, qui ne
reconnaissent donc pas les cellules humaines car ils proviennent d'un répertoire humain.
Les IVIG ont 2 indications majeures :
•Le traitement des immunodéficiences B qui n'ont pas pu être greffées et où il y a une
hypogammaglobulinémie, cela permet de reconstituer un taux d'anticorps circulants satisfaisant.
•Le traitement de certaines maladies auto-immunes (purpura thrombocytopénique, le syndrome de
Kawasaki ...) sans que l'on connaisse vraiment le mécanisme d'action. C'est une thérapeutique empirique.
Lorsqu'on injecte les anticorps polyclonaux à ces patients, on améliore les symptômes de l'auto-immunité. Le
mode d'action des anticorps est très dépendant des Fc-récepteurs qui sont de nature et surtout de fonction
très différentes.
→ Toutes les cellules qui sont des globules blancs exprime au moins une catégorie de récepteur Fc.
Ces récepteurs sont très importants car sans eux, les anticorps auraient une activité moindre car ils pourraient
seulement attirer le complément ou provoquer une séroneutralisation.
Ces Fc-récepteurs existent sous plusieurs formes en fonction des isotypes des immunoglobulines.
•Ig G, on a le Fc γ R
•Ig M, on a le Fc μ R
•Ig A on a le Fc α R
•Ig E on a le Fc ε R
•Ig D on a le Fc δ R.
→ Dans le traitement par IVIG des maladies auto-immunes, un des mécanismes évoqué est le fait que les
agrégats d'immunoglobulines, ou les immunoglobulines injectées, vont stimuler des récepteurs Fc
inhibiteurs.
En particulier le récepteur Fc γ R2B : Quand ce récepteur est activé par ses ligands (partie Fc des Ig G), il a
tendance à inhiber l'activation des cellules qui le portent à leur surface, ce qui permet de diminuer la réponse
immunitaire et donc la maladie auto-immune.
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C. Les anticorps monoclonaux
I. Production d'anticorps monoclonaux
En 1975, César et Milstein ont réalisés une technique pour mettre en place des anticorps monoclonaux
(prix Nobel). Ce sont des anticorps monoclonaux qui sont faits chez la souris ou chez le rat.
•Tout d'abord, on immunise une souris avec un antigène particulier. Par exemple, on veut faire des
anticorps monoclonaux contre des cellules B humaines. On prend des cellules B chez un individu, on les
purifie et on va les injecter chez la souris. Cette souris va reconnaître cet antigène, qui est très complexe
avec plusieurs épitopes, comme quelque chose d'immunogène. Il va y avoir dans la rate de la souris une
réponse immunitaire contre ces cellules B humaines.
•Un sérum polyclonal va être prélevé chez la souris immunisée. On va le tester par cytométrie de flux
pour étudier la réactivité contre des lymphocytes B humains.
•On va pouvoir aussi prélever les splénocytes en ayant vérifié que l'immunisation a été efficace (ils
produisent in vitro des Ac)
→ On veut récupérer les anticorps anti-LB et avoir en plus la possibilité d'avoir une production quasi éternelle
de ces anticorps qui vont donc être monoclonaux et dirigés contre un épitope particulier.
•On prend les cellules de la rate et on va fusionner celles-ci avec des cellules partenaires de fusion qui
sont des plasmocytomes (cellule B de souris qui est immortalisée suite à une transformation tumorale).
•La fusion d'une cellule qui produit des anticorps et du plasmocytome va donner des clones de cellules
que l'on va pouvoir individualiser. Les LB de la souris immunisée produisent des Ac que l'on peut
individualiser selon leurs épitopes.
→ Ces anticorps monoclonaux peuvent servir de réactif de recherche afin d'identifier les populations
cellulaires, isoler de nouvelles protéines... Ils vont servir aussi au niveau diagnostique (ex. du VIH où ils
servent à identifier p24) mais ils aussi en thérapeutique.
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Epitopes
Prélever les
splénocytes
Prélever le
sérum Splénocytes
Fusionner Selectionner
Hybridomes
Clones
Ac-1 Ac-2 Ac-3 Ac-4
Plasmocytomes
Ag