Modification des dodécaèdres bases de l'adénovirus de sérotype 3 : design et caractérisation d'un nouveau vecteur multi-épitopique polyvalent

Modification of the Adenovirus derived from serotype 3 base dodecahedra : Design and characterization of a new multi-epitopic versatile vector

• Auteur / Autrice : Charles Vragniau
• Direction : Pascal Fender
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie structurale et nanobiologie
• Date : Soutenance le 20/09/2018
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie structurale (Grenoble)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Groupe microscopie electroniques et methodes
• Jury : Président / Présidente : Pascal Poignard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascal Fender, Frédéric Iseni
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Karim Benihoud, Saw-See Hong

Mots clés

Mots clés contrôlés

Virologie

Adénoviridés

Mots clés libres

Adénovirus

Particule pseudo-Virales

Dodécaèdre

Vectorisation

Plateforme multi-Épitopique

Adenovirus

Virus Like Particle

Penton Dodecahedron

Vectorization

Multi-Epitopic Platform

Résumé

Certains adénovirus humains (HAdV) comme le sérotype 3 (appartenant au sous-groupe B) sont capables de former des particules pseudo-virales composées des deux protéines impliquées dans l’entrée virale : la base du penton et la fibre (= penton). En effet, 12 pentons sont capables de s’auto-assembler de manière symétrique pour former des particules appelées dodécaèdres (Dd). Dans le présent travail, nous avons modifié et caractérisé les dodécaèdres bases (c’est à dire des Dds sans fibres) de l’HAdV3 afin d’en faire une plateforme vectorielle multi-épitopique versatile appelée ADDomer (ADenovirus Dodecamer). Pour cela, nous avons identifié des régions de la base du penton permettant l’insertion de peptides d’intérêt et créé une plateforme génétique générique permettant l’insertion facile de ceux-ci par biologie synthétique. L’insertion de séquences codant un peptide d’intérêt directement dans le gène de l’ADDomer, résulte dans son exposition de manière multivalente à la surface de la VLP du fait de la pentamérisation puis de la dodécamérisation de la base. L’ADDomer a été produit et caractérisé afin d’évaluer sa capacité à vectoriser des épitopes linéaires ou structuralement complexes. Nous avons ensuite conçu une deuxième stratégie de vectorisation, toujours basée sur l’ADDomer mais cette fois-ci en utilisant l’interaction base/fibre. Un peptide mimant la partie de la fibre de l’HAdV3 (les 20 résidus N-terminaux) interagissant avec la base du penton a été élaboré pour servir d’adaptateur formant des liaisons covalentes avec l’ADDomer.Le comportement de l’ADDomer in vivo a été étudié dans un contexte vaccinal. Pour cela, nous avons injecté l’ADDomer chez la souris afin de valider son transport vers le système lymphatique. Nous avons également démontré que l’ADDomer était capable de s’internaliser dans les monocytes et dans des cellules dendritiques dérivées de monocytes et d’induire les caractères spécifiques de maturation de ces dernières. Fort de ces résultats, nous avons généré un ADDomer vectorisant un épitope du virus Chikungunya décrit pour être la cible d’anticorps neutralisants de patients infectés par ce virus. Pour finir cette étude in vivo, nous avons évalué la capacité de l’ADDomer-TevChik à induire la réponse anti-épitopique et nous avons ainsi démontré que la façon dont l’épitope est présenté à la surface de l’ADDomer était importante pour obtenir une réponse significative.

Some human adenoviruses (HAdV) such as adenovirus derived from serotype 3 (belonging to subgroup B) are able to form virus-like particles composed of the two proteins involved in viral entry: the penton base and the fiber (= penton). Indeed, 12 pentons are able to self-assemble in a symmetrical manner to form penton dodecahedron (PtDd). In the present work, we modified and characterized the base dodecahedron (BsDd = PtDd without fiber) of HAdV3 in order to create a versatile multi-epitopic platform named ADDomer (ADenovirus Dodecamer). We have created a genetic platform allowing easy insertion of epitope(s) of interest (s) thanks to synthetic biology. The insertion of sequences encoding a peptide of interest in the ADDomer gene enable a multivalent exposure at the surface of the VLP due to the pentamerization then to the dodecamerization of the penton base. ADDomer has been produced and characterized to assess its ability to vectorize linear or structurally complex epitopes. We then designed a second vectorization strategy, still based on the ADDomer, but using the interaction penton base / fibre. A peptide mimicking the part of the Ad3 fiber interacting with the penton base (the 20 N-terminal residues) has been designed to serve as an adaptor forming covalent bonds with the ADDomer.The behavior of the ADDomer in vivo has been studied in a vaccine context. For this, we injected the ADDomer in mice to validate its transport to the lymphatic system. We have also demonstrated that ADDomer is able to internalize monocytes and dendritic cells derived from monocytes (MoDC) and induces the specific characters of MoDC maturation. Based on these results, we generated an ADDomer vectorizing an epitope of the Chikungunya virus (ADDomer TevChik) described to be the target of neutralizing antibodies of patients who have been infected by this virus. To conclude this in vivo study, we assessed the ability of ADDomer TevChik to induce the anti-epitopic response and thus demonstrated that the way the epitope is displayed on the surface of the ADDomer was important to obtain a meaningful response.