Production d'IgG sialylées en CHO et impact sur leurs fonctions effectrices

La sialylation des N-glycanes du fragment Fc des immunogobulines G (IgG) est une modification peu fréquente des IgG humaines. Pourtant, elle est l’objet de beaucoup d’attention depuis que deux articles fondateurs ont été publiés, qui montrent l’un que la sialylation des IgG diminue leur capacité à déclencher la cytotoxicité cellulaire dépendant de l’anticorps (ADCC), et l’autre que les IgG sialylées en α2,6 seraient la fraction efficace des IgG intraveineuses (IgIV) anti-inflammatoires. Les anticorps monoclonaux thérapeutiques, qui sont le plus souvent des IgG recombinantes produites en culture de cellules de mammifère, connaissent depuis la fin des années 90 un succès et une croissance phénoménaux sur le marché pharmaceutique. La maîtrise de la N-glycosylation du Fc des IgG est une clé de l’efficacité des anticorps monoclonaux. Si les IgG sialylées sont des molécules peu fréquentes in vivo, elles sont très rares en culture cellulaire. Dans cette étude, nous avons développé une méthode de production d’IgG avec une sialylation de type humain en cellules CHO. Nous avons travaillé principalement sur la mise au point d’une stratégie de production d’IgG sialylées par co-expression transitoire d’une IgG1 avec la β1,4-galactosyltransférase I (β4GTI) et la β-galactoside-α2,6-sialyltransférase I (ST6GalI). Nous avons montré que cette méthode permettait d’enrichir l’IgG1 en glycane fucosylé di-galactosylé mono-α2,6-sialylé G2FS(6)1, qui est le glycane sialylé présent sur les IgG humaines. Nous avons ensuite adapté cette méthode à la production d’IgG présentant des profils de glycosylation riches en acides sialiques, riches en galactose terminal, et/ou appauvris en fucosylation. L’analyse des profils de glycosylation obtenus par la co-expression de diverses combinaisons enzymatiques avec l’IgG1 native ou une version mutante de l’IgG1 (F243A), a permis de discuter des influences respectives de la sous-galactosylation des IgG1 en CHO et des contraintes structurales du Fc dans la limitation de la sialylation des IgG en CHO. Nous avons ensuite utilisé les IgG1 produites avec différents profils de glycosylation afin d’évaluer l’impact de la sialylation α2,6 sur l’interaction de l’IgG avec le récepteur FcγRIIIa, principal récepteur impliqué dans la réponse ADCC. Nous avons montré que la sialylation α2,6 augmentait la stabilité du complexe formé par l’IgG avec le FcγRIIIa, mais que ce bénéfice n’était pas directement traduit par une augmentation de l’efficacité ADCC de l’anticorps. Enfin, nous avons débuté le développement d’une plateforme d’expression stable d’IgG sialylées compatible avec une production à l’échelle industrielle. Nous avons obtenu une lignée capable de produire des IgG enrichies en G2FS(6)1 à hauteur de 400 mg/L. Cette étude a contribué à une meilleure compréhension de l’impact de la sialylation sur les fonctions effectrices des IgG, et a permis d’augmenter la maîtrise des techniques de modulation du profil de glycosylation des IgG en culture cellulaire.

Rôle de l’urée dans la dysfonction de la cellule bêta-pancréatique au cours de l’insuffisance rénale chronique

L’insuffisance rénale chronique (IRC) se définit par un défaut de filtration glomérulaire et est associée à plusieurs désordres. La perturbation de l’homéostasie glucidique en fait partie. L’homéostasie glucidique est contrôlée principalement par l’insuline, soit l’hormone sécrétée en réponse au glucose par les cellules bêta-pancréatiques contenues dans les îlots de Langerhans. La préservation de la fonction de la cellule bêta est essentielle au maintien de l’homéostasie glucidique. Il a été démontré que la sécrétion de l'insuline est altérée au cours l'IRC, cependant les mécanismes demeurent peu connus. Au cours de l’IRC, l’accumulation chronique de toxines urémiques pourrait contribuer à la défaillance de la cellule bêta. L’urée est une toxine urémique majeure et sa toxicité a été récemment rapportée dans plusieurs tissus. Le but de ce mémoire était donc de vérifier le rôle de l’urée dans la dysfonction de la cellule bêta-pancréatique au cours de l’IRC. Nous avons démontré que l’exposition des îlots de souris à des concentrations pathologiques d’urée entraîne une diminution de la sécrétion d’insuline via l’augmentation du stress oxydant et des O-glycosylations. Ce défaut est dû à une perturbation du métabolisme intracellulaire du glucose. Entre autres, nous avons observé une baisse de la glycolyse associée à la réduction de l’activité enzymatique de la phosphofructokinase-1. Ces résultats démontrent un effet toxique direct de l’urée sur la sécrétion d’insuline et permettent de mieux comprendre le mécanisme de dysfonction de la cellule bêta-pancréatique au cours de l’IRC.

Integrated Omics for the global mapping of biomolecules in LDL

Circulating low density lipoproteins (LDL) are thought to play a crucial role in the onset and development of atherosclerosis, though the detailed molecular mechanisms responsible for their biological effects remain controversial. The complexity of biomolecules (lipids, glycans and protein) and structural features (isoforms and chemical modifications) found in LDL particles hampers the complete understanding of the mechanism underlying its atherogenicity. For this reason the screening of LDL for features discriminative of a particular pathology in search of biomarkers is of high importance. Three major biomolecule classes (lipids, protein and glycans) in LDL particles were screened using mass spectrometry coupled to liquid chromatography. Dual-polarity screening resulted in good lipidome coverage, identifying over 300 lipid species from 12 lipid sub-classes. Multivariate analysis was used to investigate potential discriminators in the individual lipid sub-classes for different study groups (age, gender, pathology). Additionally, the high protein sequence coverage of ApoB-100 routinely achieved (≥70%) assisted in the search for protein modifications correlating to aging and pathology. The large size and complexity of the datasets required the use of chemometric methods (Partial Least Square-Discriminant Analysis, PLS-DA) for their analysis and for the identification of ions that discriminate between study groups. The peptide profile from enzymatically digested ApoB-100 can be correlated with the high structural complexity of lipids associated with ApoB-100 using exploratory data analysis. In addition, using targeted scanning modes, glycosylation sites within neutral and acidic sugar residues in ApoB-100 are also being explored. Together or individually, knowledge of the profiles and modifications of the major biomolecules in LDL particles will contribute towards an in-depth understanding, will help to map the structural features that contribute to the atherogenicity of LDL, and may allow identification of reliable, pathology-specific biomarkers. This research was supported by a Marie Curie Intra-European Fellowship within the 7th European Community Framework Program (IEF 255076). Work of A. Rudnitskaya was supported by Portuguese Science and Technology Foundation, through the European Social Fund (ESF) and "Programa Operacional Potencial Humano - POPH".

Rôle de l’urée dans la dysfonction de la cellule bêta-pancréatique au cours de l’insuffisance rénale chronique

L’insuffisance rénale chronique (IRC) se définit par un défaut de filtration glomérulaire et est associée à plusieurs désordres. La perturbation de l’homéostasie glucidique en fait partie. L’homéostasie glucidique est contrôlée principalement par l’insuline, soit l’hormone sécrétée en réponse au glucose par les cellules bêta-pancréatiques contenues dans les îlots de Langerhans. La préservation de la fonction de la cellule bêta est essentielle au maintien de l’homéostasie glucidique. Il a été démontré que la sécrétion de l'insuline est altérée au cours l'IRC, cependant les mécanismes demeurent peu connus. Au cours de l’IRC, l’accumulation chronique de toxines urémiques pourrait contribuer à la défaillance de la cellule bêta. L’urée est une toxine urémique majeure et sa toxicité a été récemment rapportée dans plusieurs tissus. Le but de ce mémoire était donc de vérifier le rôle de l’urée dans la dysfonction de la cellule bêta-pancréatique au cours de l’IRC. Nous avons démontré que l’exposition des îlots de souris à des concentrations pathologiques d’urée entraîne une diminution de la sécrétion d’insuline via l’augmentation du stress oxydant et des O-glycosylations. Ce défaut est dû à une perturbation du métabolisme intracellulaire du glucose. Entre autres, nous avons observé une baisse de la glycolyse associée à la réduction de l’activité enzymatique de la phosphofructokinase-1. Ces résultats démontrent un effet toxique direct de l’urée sur la sécrétion d’insuline et permettent de mieux comprendre le mécanisme de dysfonction de la cellule bêta-pancréatique au cours de l’IRC.

HydroxyprolineO-arabinosyltransferase mutants oppositely alter tip growth inArabidopsis thalianaandPhyscomitrella patens

Hydroxyproline O-arabinosyltransferases (HPATs) are members of a small, deeply conserved family of plant-specific glycosyltransferases that add arabinose sugars to diverse proteins including cell wall-associated extensins and small signaling peptides. Recent genetic studies in flowering plants suggest that different HPAT homologs have been co-opted to function in diverse species-specific developmental contexts. However, nothing is known about the roles of HPATs in basal plants. We show that complete loss of HPAT function in Arabidopsis thaliana and the moss Physcomitrella patens results in a shared defect in gametophytic tip cell growth. Arabidopsis hpat1/2/3 triple knockout mutants suffer from a strong male sterility defect as a consequence of pollen tubes that fail to fully elongate following pollination. Knocking out the two HPAT genes of Physcomitrella results in larger multicellular filamentous networks due to increased elongation of protonemal tip cells. Physcomitrella hpat mutants lack cell-wall associated hydroxyproline arabinosides and can be rescued with exogenous cellulose, while global expression profiling shows that cell wall-associated genes are severely misexpressed, implicating a defect in cell wall formation during tip growth. Our findings point to a major role for HPATs in influencing cell elongation during tip growth in plants.

Tiempo promedio del efecto máximo de la insulina análoga en la glucemia postprandial y factores relacionados

Introducción: El tiempo promedio del efecto máximo de la insulina regular rápida en la glucemia postprandial ha sido considerado durante años de 120 minutos. En pacientes con Diabetes Mellitus (DM) que usan insulinas análogas este tiempo y los factores asociados no se encuentran reportados para ser aplicados en el automonitoreo. El objetivo de este estudio fue calcular el tiempo y factores relacionados al efecto máximo de la insulina en la glucemia postprandial. Metodología: Se desarrolló un estudio longitudinal retrospectivo a partir de una fuente secundaria donde se realizó un análisis descriptivo y bivariado con las variables demográficas y clínicas presentes en la población. Resultados: El tiempo promedio del pico máximo de insulina en pacientes con DM1 fue de 78.4 (DE± 16.512) y DM2 75.01(DE± 12.02) minutos. El 75% de la población con DM1 y el 54.2% en DM2 era de sexo femenino, la edad promedio en DM1 era 42.38 años y en DM2 68 años, en cuanto a la categorización del IMC el 50% de la población en DM1 y el 37.5% en DM2 estaban dentro del rango de obesidad y se encontró una relación con respecto al tipo de comida “desayuno-cena” vs el tiempo promedio del efecto máximo de la insulina calculado para ambos grupos (p:0.010). Conclusiones: El tiempo promedio del efecto máximo de la insulina calculado fue menor al tiempo reportado en la literatura clínica de 120 minutos. El tipo de comida principal mostró una relación con el tiempo promedio del efecto máximo en ambos grupos.