Développement de réactifs innovants pour le ciblage de Mycobacterium tuberculosis – TARGIS

La tuberculose (TB) est une maladie infectieuse qui est un problème majeur de santé public causée par Mycobacterium tuberculosis (Mtb). L’OMS a rapporté que 9.6 millions de personnes ont développé la TB en 2014 dans le monde dont l’Europe. Des formes multi- et extrêmement résistantes de la TB sont apparues (MDR-TB et XDR-TB) rendant les traitements actuels pratiquement inefficaces. Des 480000 personnes qui ont développé une MDR-TB, 190000 sont morts en 2014. Bien qu’il y ait eu des progrès ces dix dernières années dans le développement de molécules anti-TB, peu d’entre elles sont en développement clinique et seules deux ont été approuvées récemment. Avec l’objectif ambitieux de l’OMS d’éradiquer la TB d’ici 2050, l’imagerie est une des clefs pour le diagnostic et le suivi des traitements, mais il n’existe pas d’outils spécifiques de Mtb. Ainsi, le manque de nouveaux médicaments depuis 40 ans est dramatique et il y a urgence à développer de nouvelles thérapies et de nouveaux outils de diagnostic basés sur l’imagerie.
Notre projet consiste en l’exploration d’approches originales centrées sur le ciblage actif de Mtb par l’utilisation d’une nouvelle classe de protéines d’affinité artificielles, les Affitins. Nos objectifs visent à minimiser la toxicité des nouveaux composés et l’émergence de résistance, ainsi que de développer des outils d’imagerie spécifiques de la TB.
Nous avons établi que les Affitins constituent une alternative novatrice aux anticorps. Les Affitins sont dérivées d’une famille de protéines présentes chez les archées extrêmophiles. Ces protéines combinent plusieurs propriétés favorables. Elles sont 20 fois plus petites (66 acides aminés) que les anticorps monoclonaux et sont compatibles avec une synthèse chimique totale. Les Affitins sont robustes (temperature, pH, fluides gastriques artificiels, dénaturants), faciles à remodeler, bien exprimées chez Escherichia coli et inhibent des fonctions biologiques in vivo et in vitro. In vivo, elles peuvent cibler des cellules pathogènes sans montrer d’accumulation hépatique ou rénale, et elles ne montrent pas d’immunogénicité après plusieurs injections chez la souris. Enfin, elles ont une biodistribution chez la souris bien plus rapide que celle des anticorps monoclonaux. Toutes ces propriétés valident les Affitins comme des protéines vectrices adaptées à une utilisation in vivo, en particulier pour le ciblage et le diagnostic.
Dans ce contexte, TARGIS propose de cibler des biomarqueurs exposés, tels que la région extracellulaire de PknB, une kinase à Ser/Thr essentielle à la survie de Mtb.
En combinant les expertises complémentaires de 3 équipes, TARGIS produira des Affitins anti-PASTA déjà identifiées et en criblera de nouvelles afin de diversifier les Affitins disponibles pour le projet. Dans une première approche, les Affitins nues seront étudiées pour leur potentiel à altérer la croissance des Mtb in vitro. Dans une deuxième approche innovante, les Affitins seront couplées à un radionucléide pour déterminer leur potentiel à tuer Mtb in vitro. Contrairement à une approche impliquant une molécule chimique, nous espérons que les bactéries développeront moins facilement des mécanismes de résistance aux radiations. Les Affitins les plus prometteuses seront aussi testées pour leur capacité à atteindre Mtb dans un modèle de granulome et pour leur efficacité à inactiver Mtb chez la souris. Enfin, les Affitins couplées à un radionucléide seront évaluées en tant qu’outil diagnostic pour réaliser de l’imagerie chez la souris en utilisant un scanner à émission de positon (TEP).
Les résultats de notre stratégie ont le potentiel de fournir de nouvelles pistes pour s’attaquer aux infections à Mtb, sensibles ou résistantes aux antibiotiques, et devraient être transposables à d'autres maladies infectieuses. De plus, TARGIS devrait fournir de nouveaux outils, par exemple pour l'imagerie TEP spécifique de Mtb, utiles pour le diagnostic et pour optimiser les traitements administrés.