Développement de nanotubes de carbone multi-fonctionnalisés pour l'élimination spécifique des lymphocytes B autoréactifs pathogènes au cours d'une maladie autoimmune, le lupus. – NANOLUPUS

Le projet NANOLUPUS a pour objectif de développer une stratégie thérapeutique innovante pour le traitement du lupus érythémateux disséminé (LED), l'une des maladies autoimmunes les plus fréquentes. Une caractéristique majeure du LED est la production d'autoanticorps (autoAc) capables de reconnaître des constituants du soi et donc potentiellement pathogènes. Les traitements existant contre le LED sont peu efficaces et la plupart exercent une activité immunosuppressive généralisée, source d’effets secondaires délétères. Il est donc primordial de concevoir des thérapies agissant sur les cellules autoréactives pathogènes telles que les lymphocytes B, qui sont les précurseurs directs des cellules sécrétant les autoAc et qui sont donc intimement impliqués dans l’exacerbation de la maladie. L’approche originale et ambitieuse que nous proposons ici, repose sur l’utilisation de nanotubes de carbone (CNT) comme vecteurs de molécules biologiquement actives. Les CNT seront fonctionnalisés en surface avec (i) un peptide antigénique (TARG) permettant le ciblage des cellules B autoréactives à éliminer, (ii) un peptide possédant une activité cytotoxique (TOX) induisant la mort par apoptose des cellules ciblées et donc bloquant le développement de la réponse autoimmune, (iii) une sonde fluorescente permettant la visualisation et le suivi des CNT in vitro et in vivo. Au sein de l’UPR 9021 (CNRS, Partenaire 1), nous avons présélectionné deux peptides très prometteurs pour assurer le rôle de TARG et TOX. Afin de remplir la fonction de ciblage, nous avons identifié un peptide dérivé de l’histone H2B préférentiellement reconnu par les autoAc et les lymphocytes B autoréactifs. Concernant la fonction TOX, nous utiliserons un peptide dérivé de la protéine Vpr du virus HIV-1, dont l’activité apoptogénique est connue. Nous avons également mis au point une méthodologie pour multi-fonctionnaliser les CNT qui est basée sur (i) la génération de fonctions COOH par oxydation suivie d’une réaction d’amidation (ii) la cycloaddition 1,3-dipolaire d’ylures d’azométhine, (iii) le greffage covalent de dérivés aryles par réaction de sels de diazonium avec les CNT. Nous avons aussi développé une méthode alternative plus directe pour la tri-fonctionnalisation des CNT qui repose sur leur arylation en présence de 3 sels de diazonium différents. Dans les deux approches, les CNT sont fonctionnalisés avec 3 groupements portant des fonctions amines qui peuvent être déprotégées séquentiellement afin de permettre une dérivatisation sélective. Cette stratégie permettra de contrôler le greffage sur les CNT de la sonde fluorescente, ainsi que des peptides TARG et TOX. Après caractérisation, les conjugués seront testés in vitro afin de déterminer leur activité biologique (capacité de ciblage et activité apoptotique) ainsi que leur trafic intracellulaire. Ils seront ensuite administrés à des souris saines BALB/c et à des souris NZB/W (modèle spontané de lupus) pour l’évaluation de leur biodistribution via différentes voies d’administration (en collaboration avec le Partenaire 2, INSERM U682), ainsi que pour la détermination de leur efficacité thérapeutique, notre objectif final. L’absence de toute toxicité éventuelle des conjugués à base de nanotubes sera un critère essentiel évalué avec précaution, in vitro d’une part, et in vivo d’autre part grâce à l’expertise en métabolomique cellulaire apportée par Metabolys (Partenaire 3, PME). En résumé, le projet NANOLUPUS, à l’interface entre chimie et biologie, concerne deux thématiques innovantes : l’utilisation des CNT comme vecteurs pour des applications biomédicales et le développement de thérapies ciblées pour les maladies autoimmunes. Ensemble, les trois partenaires possèdent toute l’expertise nécessaire, tant pour la préparation des CNT multi-fonctionnalisés que pour l’évaluation de leur biocompatibilité et de leur activité biologique et thérapeutique, donnant ainsi l’opportunité de réaliser des percées scientifiques majeures.