Anticorps Anticorps polyclonauxpolyclonauxAnticorps Anticorps monoclonauxmonoclonaux

(Cytokines, anti-(Cytokines, anti-cytokines)cytokines)Avril 2014Avril 2014

ASSIM ASSIM Scoop.itScoop.it

• ASSIMASSIM– Cours L2 L3Cours L2 L3– http://www.assim.refer.orghttp://www.assim.refer.org

• Scoop.it Scoop.it http://www.scoop.it/u/gilbertcfaurehttp://www.scoop.it/u/gilbertcfaure

– Immunology and BiotherapiesImmunology and Biotherapies– ImmunologyImmunology

– Wikipedia -Wikipedia -

Acs polyclonaux, Acs polyclonaux, Acs monoclonauxAcs monoclonaux

HistoireHistoire Techniques d’obtentionTechniques d’obtention

Réponse immuneRéponse immune Anticorps polyclonaux, monoclonauxAnticorps polyclonaux, monoclonaux Engineering des anticorpsEngineering des anticorps

Cas particuliersCas particuliers Acs bispécifiques, catalytiques, immunotoxinesAcs bispécifiques, catalytiques, immunotoxines

Production de masse Production de masse Mode d’actionMode d’action Effets secondairesEffets secondaires ApplicationsApplications

Diagnostic biologique, imagerie, recherche, thérapeutique, industrieDiagnostic biologique, imagerie, recherche, thérapeutique, industrie Anti-inflammatoiresAnti-inflammatoires Anti-cancerAnti-cancer Anti-infectieuseAnti-infectieuse Succès, Echecs… FutursSuccès, Echecs… Futurs

AbcamAbcampoly vs monopoly vs mono

Polyclonal antibodies Monoclonal antibodiesPolyclonal antibodies Monoclonal antibodies

Inexpensive to produce Expensive to produceInexpensive to produce Expensive to produce

Technology required is low High technology requiredTechnology required is low High technology required

Skills required are low  Training is required for the technology useSkills required are low  Training is required for the technology use

Time scale is short Time scale is long for hybridomasTime scale is short Time scale is long for hybridomas

Produces large amounts of non specific antibodies Can produce large amounts of Produces large amounts of non specific antibodies Can produce large amounts of specific antibodies but may be too specificspecific antibodies but may be too specific

Recognizes multiple epitopes on any one antigen Recognizes only one Recognizes multiple epitopes on any one antigen Recognizes only one epitope on an antigenepitope on an antigen

Can be batch to batch variability Once a hybridoma is Can be batch to batch variability Once a hybridoma is made it is a constant and renewable source and all batches will be identicalmade it is a constant and renewable source and all batches will be identical

MoAb, PolyAb MoAb, PolyAb Histoire…Histoire…

1890… Sérothérapie– Anti-diphtérique, tétanique

60’s SAL 70’s Myeloma/ 80’s Nobel (84) et anticorps monoclonaux, 90’s début des essais thérapeutiques? 00’s Applications Monoclonaux; Depuis 1979: 220461

papers, 21583 reviews Polyclonaux; Depuis 1975: 29531 papers,

1071 reviews

SerotherapieSerotherapie

• 1888 CR Richet, 1888 CR Richet, • RageRage• 1894 Guérison du croup (Roux, Martin, 1894 Guérison du croup (Roux, Martin,

Chaillou, Budapest nov à NancyChaillou, Budapest nov à Nancy• Mortalité de 41% à 1.7% à Necker.. Mortalité de 41% à 1.7% à Necker..

24%24%• 1914 Antitétanique1914 Antitétanique• VeninsVenins

– Spécificité régionaleSpécificité régionale

ANTICORPS POLYCLONAUX

« Gros » animaux

Vaccination avec rappels

Saignées répétées

Mélange d ’anticorps sériques- contre plusieurs épitopes- certains sans réactivité pour l ’antigène

Reponse immune Reponse immune normalenormale

• Plusieurs épitopesPlusieurs épitopes• Plusieurs anticorps, isotypes, idiotypesPlusieurs anticorps, isotypes, idiotypes

• Préparation immunogène, carrierPréparation immunogène, carrier• Dose(s), Dose(s), • Voie administration... Voie administration... • Adjuvant, from Al to Freund, to.........Adjuvant, from Al to Freund, to.........• Animal, animauxAnimal, animaux

Adjuvants depuis 1925Adjuvants depuis 1925Ramon Gaston (pus)Ramon Gaston (pus)

• 1926 Alun1926 Alun• Freund 1937 emulsion huile/eauFreund 1937 emulsion huile/eau

– MDP (Chedid)MDP (Chedid)

• Pasteur Phosphate de calciumPasteur Phosphate de calcium• Saponines Saponines • Adjuvant65 abandonnéAdjuvant65 abandonné• Aluminium (FDA.gov), MPL pour HPVAluminium (FDA.gov), MPL pour HPV

Adjuvants... polymersAdjuvants... polymersTechnology 2014;02Technology 2014;02

• ParticlesParticles

– Size (nano, micorpsheres)Size (nano, micorpsheres)

– Surface charge (anion, cation, non-ion, zwitter)Surface charge (anion, cation, non-ion, zwitter)

– Hydrophobicity (phob, phil, amphi)Hydrophobicity (phob, phil, amphi)

– Molar mass degradation, releaseMolar mass degradation, release

– Chemical compositionChemical composition

• FunctionalisationFunctionalisation

– PolymersPolymers

– Antibodies and APCAntibodies and APC

– PAMPS /TLR ligandsPAMPS /TLR ligands

Anticorps polyclonauxAnticorps polyclonaux

Sérothérapie (1890..)Sérothérapie (1890..)

– Sérums animaux:Sérums animaux: Surdosage digitaline (digoxin)Surdosage digitaline (digoxin) RhoGAMRhoGAM ATG/SALATG/SAL

Induction of immunosuppression with polyclonal Induction of immunosuppression with polyclonal antithymocyte globulins: an overview.antithymocyte globulins: an overview.Exp Clin Transplant. 2003 Dec;1(2):79-84. Exp Clin Transplant. 2003 Dec;1(2):79-84.

• Sérums humainsSérums humains IVIGIVIG

Polyclonal immunoglobulin for treatment of bacterial Polyclonal immunoglobulin for treatment of bacterial sepsis: a systematic review.sepsis: a systematic review.Clin Infect Dis. 2004 Jul 1;39(1):38-46. Clin Infect Dis. 2004 Jul 1;39(1):38-46.

Anticorps spécifiques anti-CMV, staphylocoques, Anticorps spécifiques anti-CMV, staphylocoques, grippe…grippe…

Effets secondairesEffets secondaires

• Maladie sériqueMaladie sérique• SAL: Anticorps anti Cheval, lapinSAL: Anticorps anti Cheval, lapin• immunodépressionimmunodépression

ILAR J. 2005;46(3):269-79. ILAR J. 2005;46(3):269-79.

ILAR J. 2005;46(3):258-68.ILAR J. 2005;46(3):258-68. Réactifs diagnostiques et de rechercheRéactifs diagnostiques et de recherche

Analyse, purificationAnalyse, purification Outils thérapeutiquesOutils thérapeutiques

Modulation des réponses immunesModulation des réponses immunes

La production d’anticorps nécessite La production d’anticorps nécessite Beaucoup d’animauxBeaucoup d’animaux Soumis à des procédures invasives (injection Ag et recueil de Soumis à des procédures invasives (injection Ag et recueil de

sang), collection.sang), collection. Mais il est possible de minimiser la souffrance des animaux Mais il est possible de minimiser la souffrance des animaux

pour une réponse immune optimalepour une réponse immune optimale

Applications and optimization of immunization Applications and optimization of immunization procedures.procedures.ILAR J. 2005;46(3):241-57. Review. ILAR J. 2005;46(3):241-57. Review.

Autres espèces Autres espèces chicken IgYchicken IgY

Une faible fraction seulement des anticorps Une faible fraction seulement des anticorps utilisés est d’origine aviaire. utilisés est d’origine aviaire. Une poule produit plus d’anticorps qu’un lapinUne poule produit plus d’anticorps qu’un lapin

grandes quantités extractibles du jaune d’œuf grandes quantités extractibles du jaune d’œuf Coûts d’entretien plus faiblesCoûts d’entretien plus faibles Avantages techniques pour utilisation chez les Avantages techniques pour utilisation chez les

mammifèresmammifères Les IgY réagissent avec plus d’épitopes, avec amplification Les IgY réagissent avec plus d’épitopes, avec amplification

du signaldu signal Avec Moins d’interférences avec le complément, les Avec Moins d’interférences avec le complément, les

facteurs rhumatoïdes, les HAMA, les Fc récepteurs facteurs rhumatoïdes, les HAMA, les Fc récepteurs

IgY (Pas de #Fc)IgY (Pas de #Fc) Œuf 50-100mg IgY, tous les joursŒuf 50-100mg IgY, tous les jours Lapin: saignée 200mg IgG, une fois par moisLapin: saignée 200mg IgG, une fois par mois Dans le même temps 1500mg d’Acs x10-20Dans le même temps 1500mg d’Acs x10-20 ++ Poules moins cher à maintenirPoules moins cher à maintenir Recueil des œufs non invasifRecueil des œufs non invasif ConservationConservation Distance phylogénétique (RF,C’, Fc, HAMA)Distance phylogénétique (RF,C’, Fc, HAMA) #IgG Fab, Fab’2, marquages…#IgG Fab, Fab’2, marquages…

Nouvelles espècesNouvelles espèces CamelCamel

Camelids have a unique immune system Camelids have a unique immune system capable of producing single-domain heavy-capable of producing single-domain heavy-chain antibodies. Tumour Biol. 2004 Sep-chain antibodies. Tumour Biol. 2004 Sep-Dec;25(5-6):296-305Dec;25(5-6):296-305

Application Alzheimer en 2012!?Application Alzheimer en 2012!?

» Lamas, Alpagas..; requins?Lamas, Alpagas..; requins? Serendipité de la nature!Serendipité de la nature! Chromoteck depuis 2007.. VHH Chromoteck depuis 2007.. VHH

nanobody, stables >5 ansnanobody, stables >5 ans

Anti-Ig

Rosettes

Anti-TdT

La révolution de César La révolution de César Milstein et Georges KöhlerMilstein et Georges Köhler

Petite histoire….Petite histoire….

1976, Milstein travaille sur la diversité des 1976, Milstein travaille sur la diversité des immunoglobulines et va faire une conférence à Bâleimmunoglobulines et va faire une conférence à Bâle

Générer une lignée cellulaire productrice d’anticorps Générer une lignée cellulaire productrice d’anticorps dirigés … contre des hématies de mouton pour travailler dirigés … contre des hématies de mouton pour travailler sur les mutations somatiques des gènes sur les mutations somatiques des gènes d’immunoglobulined’immunoglobuline

A l’époque la question de la spécificité des anticorps était A l’époque la question de la spécificité des anticorps était encore débattue et on se battait avec la purification des encore débattue et on se battait avec la purification des

anticorpsanticorps polyclonaux polyclonaux

MRC/ MilsteinMRC/ MilsteinWikipediaWikipedia

• Jerrold Schwaber, Littlefield (HAT), Jerrold Schwaber, Littlefield (HAT), Cotton, PieczenikCotton, Pieczenik

• SendaiSendai• LignéeLignée• PublicationsPublications• Patent!... for engineered Patent!... for engineered • Ensuite Greg Winter 1988 Ensuite Greg Winter 1988

humanizationhumanization

Monoclonal AbsMonoclonal Abs

Liste d’anticorps monoclonaux!Liste d’anticorps monoclonaux! http://http://medlibrary.orgmedlibrary.org//medwikimedwiki//Monoclonal_antibodyMonoclonal_antibody

Comment faire des anticorps?Comment faire des anticorps? http://http://www.vet.uga.eduwww.vet.uga.edu//animalresourcesanimalresources

/monoclonal//monoclonal/howMAFworks.phphowMAFworks.php L’actualitéL’actualité http://http://www.scoop.itwww.scoop.it/t//t/

immunology-and-biotherapiesimmunology-and-biotherapies//

TdT+,TdT+,cALL (CD10)+cALL (CD10)+

lymphoid lymphoid blast crisisblast crisis

of Ph’+ of Ph’+ chronic chronic myeloid myeloid

leukaemialeukaemia

(Lancet ii: 1058, 1976)(Lancet ii: 1058, 1976)

En résuméEn résumé

Au collège, Au collège, en françaisen français(depuis (depuis 2007)2007)

DiagnosticDiagnostic

• Immunologie moléculaire• Cytométrie en Flux• Immunohistologie

• Les CDs 363 depuis Barcelone 9th HLDA en 2010

Une explosion Une explosion internationaleinternationale

Production d’anticorps monoclonaux dans tous les Production d’anticorps monoclonaux dans tous les laboratoires : liquides d’ascitelaboratoires : liquides d’ascite

Identification sur les cellules disponibles/connues dans le Identification sur les cellules disponibles/connues dans le laboratoire producteurlaboratoire producteur

Redondances+++Redondances+++

Organisation indispensableOrganisation indispensable

Héritage du HLAHéritage du HLA

Culture de la workshop (atelier)Culture de la workshop (atelier)

Premier atelier Premier atelier HHuman uman LLeukocyte eukocyte DDifferentiation ifferentiation AAntigens, 1981/82, 55 équipes de 14 pays, 12 ntigens, 1981/82, 55 équipes de 14 pays, 12 « fournisseurs »« fournisseurs »

Dream No.1 of G.JanossyDream No.1 of G.Janossy Flow cytometry can be used for clinical Flow cytometry can be used for clinical leukaemia diagnosis on the leukaemia diagnosis on the ‘immunophenotyping’ platform‘immunophenotyping’ platform

anti-ALL (24 absorptions!)anti-ALL (24 absorptions!)

fetal development: fetal development:

BM is a lymphoid organBM is a lymphoid organ

Melvyn Greaves, Melvyn Greaves, Geoff Brown and Geoff Brown and George JanossyGeorge Janossy

Dream No.2Dream No.2 Monoclonal antibodies can be used for visualizing cells Monoclonal antibodies can be used for visualizing cells in tissues, normal and pathological (‘monoclonal in tissues, normal and pathological (‘monoclonal immunohistology’ platform)immunohistology’ platform)

CD1 (NA1/34) on CD1 (NA1/34) on human thymus:human thymus:The first ever tissue The first ever tissue section stained bysection stained bythe first anti-human the first anti-human monoclonal antibodymonoclonal antibody

CD1 (NA1-34) and CD1 (NA1-34) and CD45 (2D1) for T-ALL CD45 (2D1) for T-ALL diagnosis and thymicdiagnosis and thymicoriginorigin

Ken Bradstock, Gianni Pizzolo

Bradstock KF, Janossy G, Bollum FJ, Milstein C. Anomalous phenotype Bradstock KF, Janossy G, Bollum FJ, Milstein C. Anomalous phenotype in thymic acute lymphoblastic leukaemia. in thymic acute lymphoblastic leukaemia. NatureNature 1980; 284(5755): 455- 1980; 284(5755): 455-7.7.

Evolution des Workshops Evolution des Workshops HLDAHLDA

1982 Paris, 11CD + 4 provisoires1982 Paris, 11CD + 4 provisoires

1984 Boston, 11 CD1984 Boston, 11 CD

1987 Oxford, 19 CD1987 Oxford, 19 CD

1989 Vienne, 33 CD1989 Vienne, 33 CD

1993 Boston, 31 CD1993 Boston, 31 CD

1996 Kobe, 55 CD1996 Kobe, 55 CD

2000 Harrogate, 81 CD2000 Harrogate, 81 CD

2004 Adelaide, 93 CD2004 Adelaide, 93 CD

2010 Barcelone CD307, 351-3632010 Barcelone CD307, 351-363

Autres approchesAutres approches

De la souris à l’homme, en passant par le rat, De la souris à l’homme, en passant par le rat, le mouton, le cheval, le bovin et même le lapinle mouton, le cheval, le bovin et même le lapin HétéromyélomesHétéromyélomes

Et même la poule (transgénique)Et même la poule (transgénique) http://http://www.origentherapeutics.comwww.origentherapeutics.com

Après les anticorps murinsAprès les anticorps murins Anticorps recombinantsAnticorps recombinants

ChimériquesChimériques HumanisésHumanisés HumainsHumains

Bestselling MoAbs 1/2014Bestselling MoAbs 1/201430US+Eu30US+Eu

• Humira >11bil (9,3 2012) humaniséHumira >11bil (9,3 2012) humanisé• Remicade 9.7 chimeriqueRemicade 9.7 chimerique• Rituxan 7.5Rituxan 7.5• Herceptin 6.5Herceptin 6.5• Avastin 6.5... 63bil 2013Avastin 6.5... 63bil 2013• >2 2>2 2• >1 5>1 5• #1 5#1 5

HumanisationImmunogènes Moins immunogènes

Ac « humanisés »1988-1991…zumab

Ac humains1994-1999…mumab

Ac chimériques1984

…ximab

Ac murins1975

…momab

Évolution des anticorps

ApplicationsApplications

• Diagnostic!!!!!Diagnostic!!!!!– LeucémiesLeucémies

ThérapeutiqueThérapeutique

– OKT3 muromomab 1986 TransplantationOKT3 muromomab 1986 Transplantation Anti-inflammatoiresAnti-inflammatoires Défense antitumoraleDéfense antitumorale Défenses antiinfectieuseDéfenses antiinfectieuse Voies d'administrationVoies d'administration

ImagerieImagerie IndustrieIndustrie

30..... >40030..... >400

Les Anti-TNFsLes Anti-TNFs

• - l’infliximab, anticorps monoclonal chimérique• - l’adalimumab, anticorps monoclonal humain• - le certolizumab, fragment Fab d’anticorps

monoclonal humain anti-TNFalpha fixé à du PEG- -l’etanercept, récepteur soluble du TNF constitué

de la chaîne p75 couplée à un fragment Fc IG

- Indications: Polyarthrite rhumatoïde/SA/MICI/Psoriasis/ arthrites juvéniles…

Effets secondairesEffets secondairesNature drug discovery 2010Nature drug discovery 2010

Clinique: anaphylaxie, maladie sérique, anticorps Clinique: anaphylaxie, maladie sérique, anticorps (inefficacité)(inefficacité)

Infections, Tuberculose, Cancer, autoimmunité, Infections, Tuberculose, Cancer, autoimmunité, cardiotoxicitécardiotoxicité

2006 anti-CD28 superagonist TGN14122006 anti-CD28 superagonist TGN1412 Human anti-mouse antibodies (HAMA)Human anti-mouse antibodies (HAMA) HAGA,HAGA,

Type I (IgE)Type I (IgE) Type IIIType III Anti-Fc... anti-idiotypesAnti-Fc... anti-idiotypes TheradiagTheradiag

» Réponses IgE, anaphylacticRéponses IgE, anaphylactic

REMICADE Centocor j&JREMICADE Centocor j&J

• Petite Histoire Petite Histoire – CentocorCentocor– MainiMaini

• Infliximab chimériqueInfliximab chimérique– Inhibe TNF soluble ou membraniareInhibe TNF soluble ou membraniare– Cytotoxique cellules porteuses mTNF Cytotoxique cellules porteuses mTNF

• Association avec MethotrexateAssociation avec Methotrexate

HUMIRA (adalimumab) HUMIRA (adalimumab) Abbott, depuis 2003Abbott, depuis 2003

• Fully humanFully human• FranceFrance

– 2013 Rbts 383 M€, après Lucentisn 2013 Rbts 383 M€, après Lucentisn avant Crestor, avant Doliprane 315 et avant Crestor, avant Doliprane 315 et ENBREL 278ENBREL 278

• International 15Bil 2015International 15Bil 2015– 71 cli trials 23000patients71 cli trials 23000patients

• RA, psoriasis, AS, MICI +/-RA, psoriasis, AS, MICI +/-MethotrexateMethotrexate

• Biosimilaire 2017 SandozBiosimilaire 2017 Sandoz

ENBRELENBREL

• Protéine de fusion associantProtéine de fusion associant– P75 du récepteur soluble du TNFa et P75 du récepteur soluble du TNFa et

frangment Fc IgG1frangment Fc IgG1

RITUXANRITUXAN

• GenentechGenentech• Anti-CD20, cytotoxiqueAnti-CD20, cytotoxique• Lymphomes, LLCLymphomes, LLC• Maladies autoimmunes...rejet humoral.. Maladies autoimmunes...rejet humoral..

vascularites, Sjögrenvascularites, Sjögren• SE: immunodéficiences, SE: immunodéficiences,

encéphalopathiesencéphalopathies

HERCEPTINHERCEPTIN

• Trastuzumab anti-HER2/neuTrastuzumab anti-HER2/neu• Cancer du sein, métastatique, Cancer du sein, métastatique,

gastriquegastrique• Blocage récepteur transmembranaire Blocage récepteur transmembranaire

(ErB2 qui active tyrosine kinase) d'un (ErB2 qui active tyrosine kinase) d'un facteur de croissancefacteur de croissance

• Médecine personnaliséeMédecine personnalisée

AVASTINAVASTIN

• Bevacizumab, anti-VEGF GenentechBevacizumab, anti-VEGF Genentech• Cancers colorectal, poumon, sein, rein, Cancers colorectal, poumon, sein, rein,

ovaire, blioblastomeovaire, blioblastome

BiosimilarsBiosimilars

• InfliximabInfliximab– Remsila, InflectraRemsila, Inflectra

• Herceptin fin 2014Herceptin fin 2014• Remicade 2015?Remicade 2015?• European guidelines adopted by European guidelines adopted by

australiansaustralians• Pipeline 1.2 billions 2013.. 24 2019Pipeline 1.2 billions 2013.. 24 2019• Inde (Erythropoietin, Enbrel, Inde (Erythropoietin, Enbrel,

SomatotropinSomatotropin

Applications et marchésApplications et marchés

• Cancer... anti-PD1! Large Cancer... anti-PD1! Large développementdéveloppement

• InflammationInflammation• Autoimmunité (SEP, Daclizuman, anti-Autoimmunité (SEP, Daclizuman, anti-

CD25CD25• Greffes CTLA-4Greffes CTLA-4• Allergies (anti-IgE omalizumab, Il-9, IL-Allergies (anti-IgE omalizumab, Il-9, IL-

13)13)• Maladies infectieusesMaladies infectieuses• CardiologieCardiologie• Métabolisme EVOLOCUMAB, Métabolisme EVOLOCUMAB,

HyperlipidémieHyperlipidémie

Nutrition/CardiologieNutrition/Cardiologie

• LipoproteinLipoprotein• CholesterolCholesterol• LDLLDL• AMG145 (Evolocumab) against PCSK9 AMG145 (Evolocumab) against PCSK9

proprotein convertase subtilisin kexin proprotein convertase subtilisin kexin type9 diminue LDL-cholesterol, HDL-C type9 diminue LDL-cholesterol, HDL-C apolipoproteinB JAMCC 2014apolipoproteinB JAMCC 2014

Mécanismes d’action voir Mécanismes d’action voir livre L3)livre L3)

Anticorps neutralisants (cibles solubles)Anticorps neutralisants (cibles solubles)

Anti-tétaniques, Anti-VEGF Anti-tétaniques, Anti-VEGF (bevacizumab) (bevacizumab)

Anticorps antagonistesAnticorps antagonistes

Anti-cytokines, anti-HER2 Anti-cytokines, anti-HER2 (trastuzumab)(trastuzumab)

Anticorps cytolytiques Anticorps cytolytiques

SAL, anti-CD20 (rituwimab)SAL, anti-CD20 (rituwimab)

ApplicationsApplications

Cancer

Cancer /Mayoclinic.orgCancer /Mayoclinic.orgHow they workHow they work

• Make the cancer cell more visible to Make the cancer cell more visible to immune system (cytotoxicity) anti-immune system (cytotoxicity) anti-CD20CD20

• Block growth signals cetuximab.ErbituxBlock growth signals cetuximab.Erbitux• Stop new blood vessels from forming Stop new blood vessels from forming

anti-VEGF Avastinanti-VEGF Avastin• Deliver raditaion to cancer cells ZevalinDeliver raditaion to cancer cells Zevalin• Deliver chemotherapy Kadcyla ado-Deliver chemotherapy Kadcyla ado-

trastuzumab emtansibiotrastuzumab emtansibio

MoAb mode MoAb mode d’action vsd’action vscomplémentcomplément

Strategies to improve monoclonal antibody (mAb)-mediated immunotherapy of Strategies to improve monoclonal antibody (mAb)-mediated immunotherapy of cancer. cancer.

(a)(a) Engineering of a mAb to improve complement-activating properties. Engineering of a mAb to improve complement-activating properties. (b)(b) Blocking the effect of membrane-bound complement regulatory proteins (mCRPs) Blocking the effect of membrane-bound complement regulatory proteins (mCRPs)

with a bispecific mAb directed against a tumor antigen (Ag) and a mCRP. with a bispecific mAb directed against a tumor antigen (Ag) and a mCRP. (c)(c) Overwhelming the effect of mCRP, by: (i) a mAb conjugated to a complement- Overwhelming the effect of mCRP, by: (i) a mAb conjugated to a complement-

activating protein [e.g. cobra venom factor (CVF) or C3b]; (ii) a cocktail of mAbs activating protein [e.g. cobra venom factor (CVF) or C3b]; (ii) a cocktail of mAbs directed against multiple epitopes of a tumor-associated antigen; (iii) secondary mAbs directed against multiple epitopes of a tumor-associated antigen; (iii) secondary mAbs directed against the tumor-specific mAb; and (iv) mAbs directed against deposited directed against the tumor-specific mAb; and (iv) mAbs directed against deposited complement fragments (iC3b). complement fragments (iC3b).

(d)(d) Enhancing the CR3-dependent cellular cytotoxicity (CR3-DCC) of iC3b-opsonized Enhancing the CR3-dependent cellular cytotoxicity (CR3-DCC) of iC3b-opsonized tumor cells by priming leukocyte CR3 with soluble β-glucan. tumor cells by priming leukocyte CR3 with soluble β-glucan.

(e)(e) Downregulating the expression of mCRP or increasing the expression of tumor- Downregulating the expression of mCRP or increasing the expression of tumor-associated antigens with cytokines or gene therapy.associated antigens with cytokines or gene therapy.

engineeringengineering

ImmunotoxineImmunotoxine(Wikipedia -)(Wikipedia -)

• Anticorps ou cytokine couplés à ricin, Anticorps ou cytokine couplés à ricin, toxine diphterique via linkertoxine diphterique via linker

• EndocytoseEndocytose• Magic bulletMagic bullet• Cd22 E Vitetta , CD45R0 HIVCd22 E Vitetta , CD45R0 HIV

Fv, sFv, dsFv, scFvFv, sFv, dsFv, scFv

Single chain FvSingle chain Fv Anticorps intracellulairesAnticorps intracellulaires Anticorps bispécifiquesAnticorps bispécifiques

Acs bispécifiques: Acs bispécifiques: structure et mode structure et mode d’action d’action

• REOPRO REOPRO

ADC: antibody-drug ADC: antibody-drug conjugates un Journal!conjugates un Journal!

• Genentech CD30/19/22/79b B Genentech CD30/19/22/79b B lymphoid malignancieslymphoid malignancies

• ScFv linked to biological active drugScFv linked to biological active drug• Commercialisé (2)3, Clinical trials (30)Commercialisé (2)3, Clinical trials (30)

– Gemtuzumab ozogamicin 2001-10Gemtuzumab ozogamicin 2001-10– Brentuximan vedotinBrentuximan vedotin– Trastuzumab emtansine (cleavable or Trastuzumab emtansine (cleavable or

not) avant biosimilarnot) avant biosimilar

Anticorps monoclonaux: Anticorps monoclonaux: BiTEsBiTEsbispecific T cell engagerbispecific T cell engager

Anti-tumor bispecific AbsAnti-tumor bispecific Abs ConstructionConstruction

LyseLyse

SynapseSynapse DrugDrug DiscoveryDiscovery TodayToday

Volume 10, Issue 18Volume 10, Issue 18 , 15 September 2005, Pages 1237 , 15 September 2005, Pages 1237

Peptibody AMGENPeptibody AMGEN

• Romiplostin (Nplate)Romiplostin (Nplate)– Prix Galien 2010Prix Galien 2010– PTI/ITPPTI/ITP– Thrombopoietin receptorThrombopoietin receptor– Premier apprové FDA 2012Premier apprové FDA 2012

• AMG386 anti-angiopoietin cancer AMG386 anti-angiopoietin cancer ovarienovarien

• AMG819 NGF douleur AMG819 NGF douleur

Thks ITP... and scoop.itThks ITP... and scoop.it

• RozrolimupabRozrolimupab– Mélange de 25 anticorps monoclonaux!Mélange de 25 anticorps monoclonaux!– Symphobodies recombinants Symphobodies recombinants

(Symphogen)(Symphogen)– Comparable plasma-derived anti-D Ig Comparable plasma-derived anti-D Ig

preparationspreparations

Phage displayPhage display

Rapidité isolement, sélection et screeningRapidité isolement, sélection et screening antigènes difficilesantigènes difficiles Mais Affinité modérée?Mais Affinité modérée?

Phage displayPhage display

Stratégie alternative pour développement d’anticorps Stratégie alternative pour développement d’anticorps monoclonauxmonoclonaux

Phage display Phage display Pas d’immunisation ni sacrifice d’animauxPas d’immunisation ni sacrifice d’animaux Et accès aux gènes codant pour l’anticorps Et accès aux gènes codant pour l’anticorps

Mais faux positifs en screenant les antibody- expressing Mais faux positifs en screenant les antibody- expressing phages. phages.

La librairie doit être suffisament large pour couvrir tout le La librairie doit être suffisament large pour couvrir tout le répertoire d’un animal pour maximiser la probabilité répertoire d’un animal pour maximiser la probabilité d’obtenir un anticorps intéressantd’obtenir un anticorps intéressant

Anticorps recombinantsAnticorps recombinants

CHO cells, CHO cells, insect cells infected by baculovirus, insect cells infected by baculovirus, Animaux transgéniquesAnimaux transgéniques

SOURISSOURIS Lait bovin IgG, caprinLait bovin IgG, caprin Transgenic goatsTransgenic goats

PlantesPlantes Quantités!Quantités!

Production à grande Production à grande échelleéchelle

Oncomouse (Harvard) 80’s brevets….

Incubateur (Milstein) Pilotes industriels

SEPAREX Champigneulles Supercritical fluid and high

pressure technology applications and systems.

Large scale

Plants Plants Virus Virus ResearchResearch

Volume 111, Issue 1Volume 111, Issue 1 , July 2005, Pages 93-100 , July 2005, Pages 93-100 Tabac (Fraunhofer)Tabac (Fraunhofer)

– Ebola, West Nile, HIV Phase 1 2011Ebola, West Nile, HIV Phase 1 2011

Alfalfa, Soja, rizAlfalfa, Soja, riz GlycosylationGlycosylation Anti-rageAnti-rage

optimal therapeutic antibody optimal therapeutic antibody selection!selection!Target selection Target selection 

• • Disease target(s) • Disease target(s) •  Biochemical pathway(s) involved in disease • Biochemical pathway(s) involved in disease •  Molecular target in pathway  • Molecular target in pathway  •  Expression level and distributionExpression level and distribution

Antibody generationAntibody generation • • Rodent immunization Rodent immunization  • • Phage-display libraryPhage-display library

Screening and epitope selection Screening and epitope selection  • • Block interaction between ligand/receptor—target ligand or receptor? Block interaction between ligand/receptor—target ligand or receptor?  • • Mediate effect after binding to cell-bound target  Mediate effect after binding to cell-bound target   • • Cross-link to elicit intracellular signal (eg, apoptosis)  Cross-link to elicit intracellular signal (eg, apoptosis)   • • Deliver toxic payload after internalization into cell  Deliver toxic payload after internalization into cell   • • Use effector function to kill cellUse effector function to kill cell

Format selection/engineering/optimization Format selection/engineering/optimization  • • Long or short half-life? Long or short half-life?  • • Effector functions—yes or no?  Effector functions—yes or no?   • • If yes, enhanced over normal? If yes, enhanced over normal?  • • Binding affinityBinding affinity  •  • Potential problems in sequence (eg, isoaspartate formation, glycosylation)Potential problems in sequence (eg, isoaspartate formation, glycosylation)

Human antibodiesHuman antibodies Lignées EBV (diagnostic)Lignées EBV (diagnostic)

Xenomouse (Abgenix, 2000)Xenomouse (Abgenix, 2000) Souris transgéniquesSouris transgéniques

Over a dozen different pharmaceutical and Over a dozen different pharmaceutical and biotechnology companies toward developing new biotechnology companies toward developing new therapeutic mAbs, therapeutic mAbs,

currently at least 33 different drugs in clinical currently at least 33 different drugs in clinical testing--including several in pivotal trials--contain testing--including several in pivotal trials--contain variable regions encoded by human sequences from variable regions encoded by human sequences from transgenic mice. transgenic mice.

Nat Biotechnol. 2005 Sep;23(9):1117-25. Nat Biotechnol. 2005 Sep;23(9):1117-25.

Fully human therapeutic Fully human therapeutic monoclonal antibodies. monoclonal antibodies.

Monoclonal antibody (mAb) therapy has been facilitated by a number of Monoclonal antibody (mAb) therapy has been facilitated by a number of technologic advances over the past 30 years. technologic advances over the past 30 years.

Whereas hybridoma development of murine mAbs was requisite for the Whereas hybridoma development of murine mAbs was requisite for the development of mAbs as drugs, the inherent immunogenicity of rodent development of mAbs as drugs, the inherent immunogenicity of rodent sequences in humans has presented obstacles to the clinical application sequences in humans has presented obstacles to the clinical application of mAbs. Sensitization to mAb therapeutics poses significant risk to the of mAbs. Sensitization to mAb therapeutics poses significant risk to the patient and may blunt the efficacy of these therapies. patient and may blunt the efficacy of these therapies.

The advent of chimeric antibodies lessened but did not eliminate the The advent of chimeric antibodies lessened but did not eliminate the rodent content of mAbs; thus, immunogenicity remained a concern.rodent content of mAbs; thus, immunogenicity remained a concern.

Further elimination of rodent sequences enabled the production of Further elimination of rodent sequences enabled the production of humanized mAbs, followed by current technology using humanized mAbs, followed by current technology using

Phage display and, finally, Phage display and, finally, Transgenic mice technology, which allows for the generation of fully Transgenic mice technology, which allows for the generation of fully

human therapeutic mAbs. human therapeutic mAbs. The reduced immunogenicity of this new generation of mAbs is expected The reduced immunogenicity of this new generation of mAbs is expected

to enhance efficacy, safety, and ease of use. to enhance efficacy, safety, and ease of use.

Défense anti-infectieuseDéfense anti-infectieuse

The strict definition of passive immunoprophylaxis The strict definition of passive immunoprophylaxis includes the administration of exogenously produced includes the administration of exogenously produced antibodies (polyclonal and monoclonal) to antibodies (polyclonal and monoclonal) to prevent infections in exposed individuals, prevent infections in exposed individuals, inactivate bacterial toxins or "correct" hypogammaglobulinemia inactivate bacterial toxins or "correct" hypogammaglobulinemia

in immunocompromised hosts. in immunocompromised hosts.

Passive immunization as prophylaxis: when and where Passive immunization as prophylaxis: when and where will this work?will this work?Curr Opin Pharmacol. 2003 Oct;3(5):486-96. Review. Curr Opin Pharmacol. 2003 Oct;3(5):486-96. Review.

Back to the futureBack to the futureof serotherapyof serotherapy

• Anti-RhD 25!Anti-RhD 25!

• Anti-grippeAnti-grippe• anti-veninsanti-venins

Innate ImmunityInnate Immunity

• Anti-KIRAnti-KIR– Innate Pharma LirilumabInnate Pharma Lirilumab– Clinical trial Bristol MyersClinical trial Bristol Myers– Bloque interaction KIR Iglike receptor et Bloque interaction KIR Iglike receptor et

ligand , ligand , – Pour faciliter activation NK et Pour faciliter activation NK et

destruction cellules tumoralesdestruction cellules tumorales

Catalytic antibodyCatalytic antibodyAbzyme/CatmabAbzyme/Catmab• Anticorps capables de catalyser une Anticorps capables de catalyser une

réaction chimiqueréaction chimique– 1986 PG Schultz Rlerner1986 PG Schultz Rlerner– Hydrolyse ester x100Hydrolyse ester x100

• Meilleure spécificité par rapport au Meilleure spécificité par rapport au substratsubstrat

• Meilleure stabilisation état de transition Meilleure stabilisation état de transition de la réaction (haptens-mimic)de la réaction (haptens-mimic)

• Anti-VIP autoantibody, anti-DNA? Anti-VIP autoantibody, anti-DNA? • Anti-HIV 2008 degrade gp120CD4 Anti-HIV 2008 degrade gp120CD4

binding site.. microbicide?binding site.. microbicide?

Vie et mort des anticorpsVie et mort des anticorps

• PolyclonauxPolyclonaux– BehringBehring

• Monoclonaux diagnostiquesMonoclonaux diagnostiques– Panne électricitéPanne électricité

• Monoclonaux thérapeutiquesMonoclonaux thérapeutiques– 1er humain: anti-LPS human IgM 1er humain: anti-LPS human IgM

centocor centoxin 1991 1994 Prescrire centocor centoxin 1991 1994 Prescrire 20032003

– Marché GSK Bexxar R* lymphome NH Marché GSK Bexxar R* lymphome NH 1M$ not enough 20031M$ not enough 2003

Cytokines et Cytokines et anticytokinesanticytokines

InterféronsInterférons (interférence 1804/Isaacs (interférence 1804/Isaacs &Lindemann 1957)&Lindemann 1957)

Alpha (macrophagique et dendritique)Alpha (macrophagique et dendritique)Et cancersEt cancersEt infections par virus hépatites virales (C,B)Et infections par virus hépatites virales (C,B)Effets secondaires (autoimmuns)Effets secondaires (autoimmuns)

Beta et SEPBeta et SEPGamma (lymphocytaire) et Granulomatose Gamma (lymphocytaire) et Granulomatose

septiqueseptique

Cytokines IL-Cytokines IL-

2 lymphocytaire (forte dose… faible) 2 lymphocytaire (forte dose… faible) cancer, VIH, diabètecancer, VIH, diabète

6 SIRUKUMAB (RA)6 SIRUKUMAB (RA)

7 ?7 ?

1212

15 macrophage cancer15 macrophage cancer

1717

21 lymphocyte autoimmunité21 lymphocyte autoimmunité

23 Psoriasis (GUSELKUMAB)23 Psoriasis (GUSELKUMAB)

TGF-B TGF-B

Plus…. Plus….

Anticytokines: anti-Anticytokines: anti-Cytokines pro-inflammatoiresCytokines pro-inflammatoires

TNF-alphaTNF-alpha

- l’infliximab, anticorps monoclonal chimérique

- l’adalimumab, anticorps monoclonal humain

- le certolizumab, fragment Fab d’anticorps monoclonal humain anti-TNFalpha fixé à du PEG

-l’etanercept, récepteur soluble du TNF constitué de la chaîne p75 couplée à un fragment

- Polyarthrite rhumatoïde/SA/MICI/Psoriasis/

IL-1IL-1

- l’anakinra, antagoniste du récepteur de l’IL-1 (IL-1RA)

- le canakinumab, anticorps monoclonal humain anti-IL-1b

IL-6IL-6

Le tocilizumab : anticorps monoclonal contre le récepteur spécifique de l’IL-6.

Anti-cytokines Anti-cytokines

Anti-cytokinesAnti-cytokinesAnti-p40 chaîne commune IL-12, IL-23: psoriasis Anti-p40 chaîne commune IL-12, IL-23: psoriasis

ustekinumabustekinumabAnti-IL17: psoriasisAnti-IL17: psoriasis- le secukinumab, anticorps monoclonal humain contre

l’IL-17A- l’ixekizumab, anticorps monoclonal humanisé contre l’IL-

17A.- le brodalumab, anticorps monoclonal humain contre le

récepteur IL-17RA.Anti-récepteur IL-2 CD25: Anti-récepteur IL-2 CD25:

transplantation/immunosuppresseurstransplantation/immunosuppresseurs- basiliximab et daclizumab

Vaccination anti-Vaccination anti-cytokinescytokines

• A new biotherapy of autoimmunity A new biotherapy of autoimmunity Immunol ReviewsImmunol Reviews

• TNF kinoid (KLH, OVA)TNF kinoid (KLH, OVA)• VEGFVEGF