Généralités

I.2.1.1 Historique

En 1975, G. Kölher et C. Milstein découvrirent qu’il était possible de produire de façon

efficace des anticorps reconnaissant le même épitope par la technique dite des hybridomes. Ces

anticorps monoclonaux furent rapidement utilisés en immunothérapie, puis délaissés en raison

d’importantes réponses immunitaires anti-anticorps de souris (réponse HAMA pour human

anti-mouse antibodies) développées par les patients recevant des traitements à base d’anticorps

monoclonaux de souris. Cependant, les avancées de l’ingénierie génétique ont par la suite permis

d’accéder à des anticorps monoclonaux chimériques souris-humain, puis complètement humanisés.

Ces avancées technologiques majeures ont ainsi permis d’obtenir des résultats encourageants, tant

pour des applications thérapeutiques,

50,51

que pour l’utilisation des anticorps monoclonaux en

immunoscintigraphie ou en radio-immunothérapie.

52,53

I.2.1.2 Structure des anticorps et nomenclature

Il existe cinq classes d’immunoglobulines humaines A, D, E, G et M, mais ce sont celles de

classe G (IgG), d’un poids moléculaire d’environ 150 kDa, qui ont été les mieux étudiées. Les IgG

constituent les anticorps “conventionnels” protecteurs circulant dans le sérum. Une IgG est

constituée de deux chaînes lourdes identiques (H) d’environ 50 kDa et de deux chaînes légères

identiques (L) d’environ 25 kDa. Chaque chaîne est organisée en domaines d’environ 110 amino

acides, deux pour les chaînes légères (VL et CL) et quatre pour les chaînes lourdes (VH, CH1, CH2

et CH3) (Figure I-12). Les domaines VL et VH appelés domaines variables sont ceux qui lient

l’antigène. Chaque domaine variable possède trois boucles hypervariables appelées CDRs

(complementary determining region) se caractérisant par une très grande variabilité en acides

aminés d’un anticorps à l’autre. Ce site appelé paratope assure la fonction de reconnaissance d’une

partie de l’antigène appelée épitope ; c’est le couple paratope/épitope qui assure la spécificité de

l’anticorps pour un antigène. Les domaines CL, CH1, CH2 et CH3 sont quant à eux appelés

domaines constants. Chaque domaine comporte un pont disulfure intracaténaire. La chaîne légère

est reliée à la chaîne lourde par un pont disulfure localisé aux extrémités C-terminales des domaines

CL et CH1 tandis que les chaînes lourdes sont reliées entre elles par des ponts disulfures localisés

au niveau de leur région charnière (hinge) située entre les domaines CH1 et CH2.

54

Figure I-12 : Représentation d'une immunoglobuline G.

⁵⁵

Tous les anticorps monoclonaux utilisés en thérapeutique ont une dénomination commune

internationale se terminant par le suffixe “mab” pour “monoclonal antibody”. Au vu de

l’augmentation croissante du nombre d’anticorps développés, il s’est avéré indispensable de créer

une nomenclature plus spécifique permettant de reconnaître immédiatement l’origine ou la source

de l’anticorps monoclonal. D’autres suffixes complémentaires ont donc été adoptés (Tableau I-3) :

“o-mab” pour les anticorps murins, “xi-mab” pour les chimériques, “zu-mab” pour les humanisés et

“u-mab” pour les anticorps humains.

Type

d’anticorps ^{Suffixe % humanisation Antigénicité Quelques exemples}

Murins « momab » 0 +++ ^{Muromomab (Orthoclone}

®

)

Ibritumomab (Zevalin

®

)

Chimériques « ximab » 60-70 + ^{Infliximab (Remicade}

®

)

Rituximab (Mabthera

®

)

Humanisés « zumab » > 90 ± 0 ^{Trastuzumab (Herceptin}

®

)

Bévacizumab (Avastin

®

)

Humains « mumab » 100 ± 0 Adalimumab (Humira

®

)

Tableau I-3 : Nomenclature internationale simplifiée

des différentes catégories d’anticorps monoclonaux. Extrait de Scheen et al.

56

Par la suite, la nomenclature s’est encore diversifiée puisqu’elle tient compte non seulement de

l’origine de l’anticorps monoclonal, mais également de la cible thérapeutique potentielle de

l’anticorps. Outre le suffixe indiquant la source de l’anticorps, la syllabe précédant ce dernier

oriente également vers l’organe cible (Tableau I-4).

Préfixe Cible Type d’anticorps Suffixe

-o(s)- Os

-vi(r)- Virus ^{-u- Humain}

-ba(c)- Bactérie

-li(m)- Immunitaire

-le(s)- Infection

-o- Souris

-ci(r)- Cardio-vasculaire

-mu(l)- Musculo-squelettique ^{-a- Rat}

-ki(n)- Interleukine

-co(l)- Tumeur colique

-me(l)- Mélanome

-e- Hamster

-ma(r)- Tumeur mammaire

-go(t)- Tumeur testiculaire ^{-i- Primate}

-go(v)- Tumeur ovarienne

-pr(o)- Tumeur prostatique

-tu(m)- Tumeur diverses

-xi- Chimérique

-neu(r)- Système nerveux

Variable

-tox(a)- Toxine comme cible ^{-zu- Humanisé}

-mab

Tableau I-4 : Nomenclature internationale détaillée des différents types d’anticorps monoclonaux,

tenant également compte de la cible potentielle. Extrait de Scheen et al.

56

I.2.1.3 Fragments d’anticorps

On peut distinguer deux parties principales d’un anticorps : une partie appelée Fc (pour

fragment cristallisable) possédant les fonctions dites effectrices, et deux parties Fab identiques

(pour fragment “antigen binding”) comportant chacune un site de liaison à l’antigène. Il est

possible d’isoler certaines régions de l’anticorps afin d’obtenir des fragments d’anticorps. Ainsi, on

peut cliver une IgG par la papaïne et obtenir deux fragments Fab de 25 kDa et un Fragment Fc de

50 kDa. On peut également cliver l’IgG à la pepsine qui coupe la molécule à la base des régions

charnière et obtenir ainsi un fragment F(ab’)

₂

, le fragment Fc étant dégradé. Il existe aujourd’hui de

nombreux formats d’anticorps dépourvus de la région Fc qui sont capables de se lier à l’antigène.

En plus des Fab et des F(ab’)

₂

, on peut citer les Fab’, qui sont obtenus par réduction sélective

des ponts disulfure intercaténaires situés au niveau des régions charnières. Ainsi, il est possible de

cibler les fonctions thiol libres afin de greffer un marqueur de façon spécifique via une fonction

maléimide.

Il est possible, à partir d’une IgG, de générer de nombreux types de fragments d’anticorps. Par

exemple, le fragment scFv (single chain variable fragment : VH associé au domaine VL et reliés

entre eux par une chaîne peptidique) a largement été utilisé. Ces fragments sont souvent étudiés

sous la forme de fusion à des toxines ou des cytokines. Il est également possible, toujours à partir de

ces scFv, d’obtenir d’autre formats appelés minibody, bi-scFv, diabody, triabody, tetrabody, dont

certains peuvent, tout comme les F(ab’)

₂

, conduire à des fragments d’anticorps multivalents et

multispécifiques.

57

La Figure I-13 donne un aperçu des différents fragments d’anticorps, qu’ils

soient obtenus par simple digestion bactérienne ou enzymatique, ou par biosynthèse.

Figure I-13 : Les différents formats d'anticorps.

Enfin, il est possible de produire par synthèse peptidique des molécules mimant la composition

et la conformation des parties de l’anticorps se liant à l’antigène (paratope) et que l’on appelle

affibody.

SH SH SH IgG (!150 kDa) F(ab')₂ (!110 kDa) Fab' (!55 kDa) Fab (!55 kDa) Minibody (!75 kDa) bi-scFv (!55 kDa) Diabody (!50 kDa) Triabody (!75 kDa) Tetrabody (!100 kDa) scFv (!28 kDa)

Dans le document Marquage de molécules biologiques par des complexes de radiométaux à base de polyamines macrocycliques (Page 35-39)