Synthetic CD40L mimetics : Biological effects and potential applications in immunotherapy

par Sébastien Wieckowski

Thèse de doctorat en Immunologie

Sous la direction de Sylvie Fournel et de Gilles Guichard.

Soutenue en 2007

à Strasbourg 1 .

  • Titre traduit

    Mimes synthétiques de CD40L : Effets biologiques et applications potentielles en immunothérapie


  • Résumé

    Le couple CD40/CD40L joue un rôle central dans le système immunitaire. CD40 appartient à la famille des récepteurs au TNF (tumor necrosis factor), et est constitutivement exprimé par les lymphocytes B, les cellules dendritiques et les monocytes/macrophages. Son ligand, CD40L, est un membre de la famille du TNF qui est exprimé transitoirement sur les cellules T activées. Les protéines de la superfamille des TNF-R/TNF s’assemblent selon une symétrie C3, formant des complexes hexavalents importants pour la transduction des signaux intracellulaires. Différents groupes ont utilisé des anticorps dirigés contre CD40 et CD40L à des fins thérapeutiques, dans le but d’inhiber ou d’activer la réponse immunitaire. La recherche de molécules multivalentes synthétiques agissant comme ligands dans des systèmes biologiques complexes représente aujourd’hui un domaine novateur de la chimie médicinale. Nous avons développé des molécules synthétiques, sur la base des données de cristallographie et d’expériences de mutagénèse dirigée, construites sur des plateformes synthétiques de symétrie C3 sur lesquelles, par l'intermédiaire de bras espaceurs de longueur optimale, ont été greffés les résidus de CD40L essentiels à l'interaction avec son récepteur. Les résultats que nous avons obtenus avec les mini-CD40Ls dans divers systèmes moléculaires et cellulaires suggèrent que de petites molécules synthétiques peuvent reproduire les effets biologiques de la protéine CD40L naturelle. Nous avons réalisé une étude complète de structure-fonction sur les mini-CD40Ls afin de préciser leurs mécanismes d’action et de les optimiser. En particulier, nous avons généré un mini-CD40L qui a perdu sa capacité d’interagir de manière coopérative avec CD40. Nos données suggèrent l’existence d’une relation entre les propriétés d’interaction au CD40 et les effets biologiques induits par les mini-CD40Ls. Nous avons utilisé les mini-CD40Ls pour décrire les voies de signalisation activées par CD40 dans différents systèmes cellulaires. Enfin, nous avons démontré que les mini-CD40Ls induisent une réponse T efficace dans un modèle d’infection expérimentale par Trypanosoma cruzi chez la souris.


  • Résumé

    The CD40–CD40L interaction plays a central role in development of both humoral and cellular immune responses. CD40 belongs to the tumor necrosis factor receptor (TNF-R) family, and is constitutively expressed on B lymphocytes, dendritic cells and monocytes/macrophages. CD40L belongs to the TNF family, and is mainly expressed transiently on activated T lymphocytes. Proteins from the TNF-R/TNF superfamily assemble in a C3 symmetry, forming hexavalent complexes that are important for transduction of intracellular cell signaling. Many groups have used antibodies directed against CD40 and CD40L as therapeutics, to either inhibit or activate the immune system. Research on synthetic multivalent molecules that could act as ligands in complex biological systems is an innovating field in medicinal chemistry. On the basis of crystallographic data and directed mutagenesis experiments, we have developed synthetic molecules (mini-CD40Ls) built on synthetic C3 platforms linked to the residues essential for interaction with CD40 via spacer arms. The results obtained with mini-CD40Ls in various molecular and cellular systems suggested for the first time that small synthetic molecules could act as functional CD40L mimetics. A complete structure–activity study was performed on mini-CD40Ls to get detailed informations on their mechanisms of action and to optimize them. In particular, we found an interesting mini-CD40L mutant that has lost its cooperative effect in the interaction with CD40. Our data suggested that CD40 binding properties are important for effector functions. We then used mini-CD40Ls as valuable tool to dissect complex signaling pathways activated by CD40 in different cell systems. Finally, we demonstrated that mini-CD40Ls induce an efficient T immune response during experimental infection with Trypanosoma cruzi in mice.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (IX-224 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Notes bibliogr.

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2007;5372
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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : H 503.000,2007;3072
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