Cibles et mécanismes d`action des anticorps

Cibles et mécanismes d’action des anticorps thérapeutiques
et protéines de fusion
Hervé Watier
Jean-Michel Bidart, Olivier Lambotte, Hélène Moins-Teisserenc, Gilles Thibault,
I-Introduction _____________________________________________________________ 2
II-Optimisation des anticorps thérapeutiques _____________________________________ 2
III-Anticorps thérapeutiques neutralisants _______________________________________ 3
IV-Anticorps thérapeutiques antagonistes _______________________________________ 4
V-Anticorps thérapeutiques cytolytiques ________________________________________ 5
VI-Biomédicaments anti-TNF _________________________________________________ 7

I-Introduction
Dès 1891, l’emploi de sérum de chevaux immunisés a donné le coup d’envoi à l’utilisation
thérapeutique de ce qu’on ignorait encore être des anticorps. A cette époque commence la
sérothérapie anti-diphtérique, suivie, entre autres, de la sérothérapie anti-tétanique, anti-
pesteuse ou anti-méningococcique, déclenchant une première révolution thérapeutique. La
purification de la fraction immunoglobulinique, la production de fragments Fab et F(ab)’2 à
partir de sérum ou de plasma, et dès que possible le recours à des plasmas humainsa
permis ensuite d’améliorer la tolérance de ces produits. Ces préparations provenant
d’individus (animaux ou humains) immunisés, contiennent des anticorps de nombreuses
spécificités. On parle de préparations d’anticorps polyclonaux.
Dans les années 1970, Georges Köhler et César Milstein ont découvert la possibilité
d’immortaliser et de faire proliférer des clones de cellules B de souris produisant chacun un
seul type d’anticorps. Il s’agit de la technologie des hybridomes. Ces anticorps, dits
monoclonaux, reconnaissent un seul épitope. Il a ensuite été possible,grâce au génie
génétique, de produire des anticorps monoclonaux humanisés puis humains. Ces progrès
ont permis que les anticorps révolutionnent à nouveau la thérapeutique à partir de la fin des
années 1990. Ces anticorps recombinants, ainsi que les molécules apparentées telles que
les protéines de fusion à Fc, appartiennent aux biomédicaments.
II-Optimisation des anticorps thérapeutiques
Les immunoglobulines sont des protéines, donc potentiellement immunogènes. Toute
administration de protéine thérapeutique comporte ainsi un risque d’immunogénicité. Celle-ci
dépend du biomédicament lui-même selon le degré de divergence épitopique entre la
protéine injectée et les protéines endogènes. Les conditions d’administration et le statut
immunitaire du patient influent également sur ce paramètre. La survenue d’anticorps anti-
biomédicament peut entraîner une diminution de son efficacité, par neutralisation et/ou
accélération de sa clairance. Par ailleurs, des réactions immunitaires indésirables peuvent
survenir. Il peut s’agir d’anaphylaxie (hypersensibilité de type I) ou de maladie sérique
(hypersensibilité de type III).
L’efficacité et la tolérance de la sérothérapie ont pu être améliorées quand les sérums équins
ont pu être remplacés par des préparations polyclonales issues de volontaires vaccinés ou
de convalescents.
L’échec relatif des anticorps monoclonaux thérapeutiques murins, dans les années 1980, lié
à leur immunogénicité, a ensuite poussé au développement d’anticorps monoclonaux rendus
plus humains grâce au génie génétique. Les différentes étapes de cette humanisation ont
conduit au remplacement progressif des domaines constants, puis des régions charpentes
des domaines variables des immunoglobulines monoclonales murines par leurs homologues

humains, réduisant considérablement le potentiel immunogène de ces biomédicaments. Les
suffixes (m)omab, ximab, zumab, (m)umab retracent les progrès de cette ingénierie,
puisqu’ils correspondent respectivement aux anticorps monoclonaux murins, chimériques,
humanisés et humains (Figure 1). A chaque progrès, la diminution de l'immunogénicité de
ces biomédicaments a augmenté leur durée d'action et leur efficacité in vivo.
Cependant, quel que soit le degré d’humanisation, et même si l’anticorps dérive de gènes
d’immunoglobulines humains, l’idiotype reste issu d’une recombinaison génétique unique et
garde un certain potentiel d’immunogénicité. Autrement dit, tout anticorps humain reste
immunogène, ne serait-ce que par son idiotype.
Par ailleurs, dès l’utilisation d’anticorps monoclonaux murins modifiés pour posséder une
portion Fchumaine, la diminution de l’immunogénicité s’est accompagnée de nouvelles
propriétés de ces biomédicaments. En effet, cette portion Fc entraîne une augmentation de
la demi-vie de l’anticorps par liaison aux récepteurs FcRn, et le recrutement d’effecteurs de
l’immunité par liaison au C1q et/ou aux récepteurs FcR des cellules cytotoxiques ou
phagocytaires. Ces propriétés pharmacologiques intéressantes sont également exploitées
dans toutes les protéines de fusion comportant un Fc humain. A noter que les médicaments
de ce type se terminent par le suffixe cept.
III-Anticorps thérapeutiques neutralisants
Si l’anticorps se lie à l’antigène avec suffisamment d’affinité et que l’épitope reconnu
concerne un site critique dans la fonction de l’antigène-cible, l’anticorps exerce une action de
neutralisation. Cette neutralisation concerne des cibles antigéniques solubles, comme des
toxines ou des cytokines, ou des virus ou des récepteurs de virus. Le biomédicament
empêche alors l’interaction entre ces molécules ou ces virus et leur cible cellulaire.
Les immunoglobulines anti-tétaniques, qui sont des IgG humaines polyclonales, sont encore
largement utilisées pour la neutralisation de ces toxines microbiennes. Il existe également
une IgG1 monoclonale anti-toxine du bacille du charbon qui pourrait être utile en cas
d’attaque bioterroriste (raxibacumab).
En ce qui concerne la prévention des infections virales, il existe des préparations
polyclonales d’IgG humaines à teneur garantie en anticorps neutralisants anti-hépatite B ou
en anticorps anti-virus de la varicelle. Un anticorps monoclonal neutralisant, le palivizumab,
est dirigé contre la protéine F du virus respiratoire syncytial. Ces anticorps ont une visée
prophylactique, et il est donc important qu’ils aient une demi-vie longue, ce qui explique qu’il
s’agisse d’IgG entières et non de fragments d’anticorps.
L’activité de neutralisation des anticorps peut également être utilisée en situation d’urgence
comme antidote dans le cas d’envenimations, ou de surdosages en médicaments comme les

digitaliques. Ce sont des préparations polyclonales animales (cheval, mouton), fractionnées
et utilisées sous la forme de fragments Fab ou F(ab’)2 d’IgG.
Des anticorps monoclonaux ciblant et neutralisant des autoantigènes solubles ont aussi été
développés. Un bon exemple est celui des anticorps dirigés contre le VEGF (Vascular
Endothelial Growth Factor).Le bévacizumab est une IgG1 entière utilisée en cancérologie,
tandis que le ranibizumab est un fragment Fab utilisé en injections vitréennes dans la
dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA),. D’autres anticorps monoclonaux
recombinants neutralisant des cibles solubles sont actuellement utilisés (Tableau 1).
IV-Anticorps thérapeutiques antagonistes
Cibler spécifiquement un récepteur membranaire, et bloquer la liaison de son ou de ses
ligands ou son fonctionnement, n’est devenu réellement possible qu’avec les anticorps
monoclonaux. Plusieurs biomédicaments ont reçu une autorisation de mise sur le marché et
sont utilisés en thérapeutique. Ils peuvent être regroupés en anticorps anti-récepteurs de
cytokines et anti-récepteurs de facteurs de croissance, anticorps anti-intégrines (molécules
d’adhésion, cf livre L2) et biomédicaments interférant avec les synapses immunologiques.
 Il y a six anticorps anti-récepteurs de cytokines ou anti-récepteurs de facteurs de
croissance:
- deux anticorps IgG1 dirigés contre la chaîne  de l’IL-2R (CD25), le basiliximab et le
daclizumab. Ces anticorps inhibent la prolifération lymphocytaire T et sont utilisés
comme immunosuppresseurs, notamment en transplantation
- une IgG1 dirigée contre la chaîne  du récepteur de l’IL-6, le tocilizumab, limite les
phénomènes inflammatoires et est indiquée notamment dans la polyarthrite
rhumatoïde
- deux anticorps contre le récepteur de l’Epidermal Growth Factor (EGFR), une IgG1
(cétuximab) et une IgG2 (panitumumab) bloquent la croissance tumorale et sont
indiqués dans le traitement des adénocarcinomes coliques et, pour, le cétuximab,
des carcinomes épidermoïdes de la sphère ORL. Comme ils perturbent aussi la
physiologie de l’épiderme, ils entraînent des effets indésirables cutanés
- une IgG1 dirigée contre le récepteur HER-2 (erbB2), le trastuzumab, est indiqué dans
le traitement des tumeurs du sein et de l’estomac surexprimant cet oncogène.
 On recense trois anticorps anti-intégrines:
- l’abciximab, un fragment Fab d’IgG1 anti-gpIIbIIIa (intégrine plaquettaire) qui bloque
l’agrégation plaquettaire et qui est utilisé ponctuellement dans les syndromes
coronariens aigus
- l’éfalizumab, une IgG1 anti-LFA-1 (anti-CD11a), qui bloque le trafic transendothélial
des lymphocytes T et réduit les infiltrats inflammatoires. Initialement indiqué dans le

psoriasis, il a été retiré du marché du fait de risques infectieux trop élevés
(leucoencéphalopathie multifocale progressive à virus JC)
- le natalizumab, une IgG4 anti-VLA-4 (CD49d), bloquant également le trafic
lymphocytaire, est indiqué dans la sclérose en plaques. Il comporte les mêmes
risques que l’éfalizumab mais le rapport bénéfice/risque élevé justifie sa prescription.
 Enfin, cinq biomédicaments interférent avec les synapses immunologiques:
- l’alefacept est une protéine de fusion entre l’ectodomaine de LFA-3 (CD58) et le Fc
d’une IgG1. En se liant au CD2 des lymphocytes T, l’alefacept empêche l’interaction
CD2-LFA-3. Il est prescrit aux Etats-Unis (pas en Europe) dans le traitement du
psoriasis.
- l’abatacept et le bélatacept sont des protéines de fusion entre l’ectodomaine de
CTLA4 (CD152), un antigène lymphocytaire T apparenté à CD28 mais doué de
propriétés immunorégulatrices, et le Fc d’une IgG1. Elles se lient aux molécules de
costimulation CD80 et CD86 des cellules présentatrices d’antigène avec une plus
forte affinité que CD28 (bélatacept plus fortement qu’abatacept). De ce fait, elles
bloquent le second signal et empêchent l’activation des lymphocytes T. Leur activité
immunosuppressive est mise à profit dans le traitement de la polyarthrite rhumatoïde
(abatacept) et en transplantation (bélatacept).
- l’ipilimumab est à l’inverse une IgG1 anti-CTLA4 qui potentialise les réponses
lymphocytaires T. Il est utilisé dans le mélanome pour doper les réponses
immunitaires contre la tumeur, mais des effets indésirables de type auto-immuns sont
assez fréquemment observés
- le bélimumab est une IgG1 anti-BAFF (B-cell Activating Factor belonging to the TNF
Family ou CD257), une cytokine membranaire exprimée par divers types cellulaires et
activant les lymphocytes B par le biais de récepteurs spécifiques. Bloquant certaines
réponses humorales, le bélimumab est indiqué dans le lupus érythémateux
systémique.
V-Anticorps thérapeutiques cytolytiques
Dès lors qu’un anticorps se fixe sur un antigène membranaire, il peut avoir un effet
cytotoxique pour la cellule cible. Cet effet peut être recherché (effet désiré), comme dans le
cas d’une cible cancéreuse, ou non (effet indésirable). Les fragments Fab sont dépourvus
d’effet cytotoxique, il faut donc que la portion Fc soit présente.
L’effet cytolytique peut résulter de la capacité de l’anticorps à activer la voie classique du
complément jusqu’au complexe d’attaque membranaire. Ils peuvent aussi recruter des
cellules cytotoxiques/phagocytaires, porteuses de FcR activateurs (cellules NK,