Contrôle qualité d'anticorps thérapeutiques dans un contexte hospitalier

par Minh thang Le

Projet de thèse en Chimie

Sous la direction de Claire Smadja.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Sciences Chimiques : Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes , en partenariat avec Institut Galien Paris-Sud (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2016 .


  • Résumé

    L'objectif de ce doctorat est de développer une méthodologie innovante et sensible de détection d'agrégats d'anticorps thérapeutiques employés en chimiothérapie anticancéreuse. La reconstitution des anticorps monoclonaux (Acm) avant administration au patient est susceptible d'engendrer un phénomène d'agrégation. Celui-ci est reconnu comme l'un des processus majeurs d'instabilité de ces molécules pouvant impacter leur activité biologique, notamment en termes de réponse immunogène. Afin d'identifier les facteurs de risques liés aux pratiques hospitalières, les anticorps seront soumis à différents « stress » notamment de chauffage et agitation qui vont entraîner l'oligomérisation des anticorps. Nous envisageons d'utiliser plusieurs approches analytiques (méthode orthogonale) permettant d'identifier de manière rapide des agrégats aux différents stades i.e. dimères, trimères ou oligomère. La première approche envisagée repose sur l'utilisation de l'électrophorèse capillaire (EC). Les agrégats sont séparés des monomères en fonction de leurs tailles et charges. En effet, différents auteurs ont montré que cette méthode permettait un suivi, en temps réel, de la formation d'agrégats de protéines amyloïdes. Parallèlement, la chromatographie d'exclusion stérique (SEC) permettant d'analyser la formation des agrégats solubles sera employée. Cette méthode permettra d'estimer la proportion relative d'agrégats solubles /monomères en phase précoce dans des délais assez courts de temps et sur des petits échantillons. Enfin, ces études seront complétées en s'appuyant sur la microscopie de la force atomique (AFM) ou le potentiel combiné d'une méthode innovante couplant la SEC à la spectrométrie de masse à mobilité ionique afin de mieux comprendre les modifications structurales liées à l'agrégation des Acm . Une fois les différentes étapes d'oligomérisation identifiées, une étude de l'immunogénicité de ces agrégats sur culture cellulaire pourra être envisagée. La méthodologie développée permettra de détecter de très faibles taux d'agrégats d'anticorps dans des poches d'infusion. Ceci permettra à terme de définir les paramètres critiques à maîtriser lors de la reconstitution d'anticorps à usage hospitalier. Cette problématique pourra être appliquée au suivi de nouvelles protéines thérapeutiques issues des biotechnologies, domaine en plein essor à l'heure actuelle.

  • Titre traduit

    Quality control of therapeutic monoclonal antibodies at the hospital


  • Résumé

    This project aims to develop an innovative strategy for the detection of therapeutic monoclonal antibodies (mAb) aggregates at early stages using for anti-cancer chemotherapy in hospital. The reconstitution step of therapeutic monoclonal antibodies, before patient administration could trigger the aggregation phenomenon. This is one of the a major cause of monoclonal antibody's instability. Aggregation process could impact on mAbs biological activity, particularly in terms of immunogenic response. In order, to identify the factors related to hospital practices, the antibodies will be exposed to various "stress" factors i.e. heating and agitation whose could lead to mAbs oligomerization. Therefore, to identify rapidly and accurately the aggregates in early stage such as dimer, trimer or oligomer, several analytical approaches (orthogonal methods) will be employed. The first approach is based on capillary electrophoresis (CE) method. The aggregates will be separated from the monomer form according to their hydrodynamic size and charge in an electrolyte medium. Indeed, some authors have monitored the formation of amyloid aggregates by CE in real time. Meanwhile, the size exclusion chromatography (SEC) method allowing to evaluate soluble aggregates/ monomers ratio will be employed.. Finally, these studies will be completed with an orthogonal method, atomic force microscopy (AFM) . We will also exploit the potential of innovative combination of SEC to ion mobility-mass spectrometry to study the structural information on mAbs dimers and trimers and monitor the aggregation process. Afterward, the immunogenicity studies of these aggregates in cellular culture may be evaluated. This innovative methodology could detect low quantity of aggregated antibodies in the infusion bag. It allows to define the critical parameters to control during the reconstitution of the antibodies using in hospital.