Cibler le récepteur A2A dans l'autisme: des anticorps simple domaine pour l'inhibition directe or la vectorisation – A2utismAb

Parmi les récepteurs à l’adénosine, le récepteur A2A (A2AR), un récepteur couplé aux protéines G (RCPG), est étudié comme cible thérapeutique potentielle dans de nombreuses pathologies. L’expression cérébrale d’A2AR est presque exclusivement striatale, et ses antagonistes, comme l’istradéfylline, inhibent l’activité des neurones striataux exprimant le récepteur D2 à la dopamine (NS-D2, voie indirecte), avec des effets bénéfiques dans la maladie de Parkinson. Sur la base de nos travaux précédents et de données préliminaires, nous avons proposé que l’inhibition des NS-D2 permette de soulager les symptômes de l’autisme. Nous avons effectivement vérifié que l’istradéfylline soulage les symptômes d’autisme dans trois modèles murins d’autisme.
L’utilisation clinique de l’istradéfylline est cependant limitée par ses effets secondaires, dus à son manque de sélectivité vis-à-vis des différents récepteurs de l’adénosine et à sa diffusion dans les systèmes vasculaire et immunitaire où A2AR est fortement exprimé. Cette limitation existe pour toutes les petites molécules chimiques ciblant des RCPGs, mais pourrait être réduite grâce à l’utilisation d’anticorps simple domaine (AcSd) dirigés contre les RCPGs d’intérêt. Ces AcSd s sont des biomolécules (protéines) stables, solubles, de petite taille et présentant une très forte affinité pour leur cible, dont elles peuvent éventuellement moduler l’activité. Les AcSds peuvent être utilisés directement pour leur action pharmacologique sur le RCPG désiré ; ils peuvent également être conjugués à une molécule chimique. Le bioconjugué (ADC) obtenu allie alors les propriétés pharmacologiques de la molécule chimique à l’affinité et à la sélectivité de l’AcSd, soit pour la cible RCPG soit pour un tissu donné, permettant un gain d’efficacité et une réduction des effets secondaires : c’est le principe de la vectorisation.
Nous avons précédemment identifié un AcSd, DRA2-01, se comportant comme un antagoniste d’A2AR chez la souris. L’injection centrale de cet AcSd dans un modèle murin d’autisme reproduit, mais de manière beaucoup plus prolongée, les effets bénéfiques de l’istradéfylline. DRA2-01, cependant, se comporte comme un facilitateur de l’activité d’A2AR dans sa version humaine, ce qui lui interdit un usage clinique. L’objectif de notre projet est de développer de nouveaux fragments d’anticorps ou des bioconjugués capables d’inhiber durablement et spécifiquement l’activité de A2AR dans le striatum, une région clé dans l’étiopathologie de l’autisme, pour le traitement de cette pathologie. A ces fins, nous allons 1) identifier et caractériser de nouveaux AcSd capables d’inhiber A2AR humain dans le cerveau, avec des effets à long terme, et 2) conjuguer un AcSd ciblant GPR88, un RCPG strictement central très exprimé dans le striatum, avec l’istradéfylline ou un AcSd antagoniste d’A2AR, pour une action locale striatale.
Concernant le premier objectif, nous avons identifié 12 nouveaux AcSd capables de se lier à A2AR humain dont nous allons caractériser le profil pharmacologique in vitro. Pour la deuxième partie du projet, nous avons sélectionné des AcSd dirigés contre GPR88 et nous avons procédé à des essais préliminaires de bioconjugaison, qui ont montré la préservation de l’affinité de l’ADC pour GPR88 après conjugaison à différents fluorophores. Pour la suite du projet, nous allons élaborer des connecteurs (linkers) innovants, sensibles à l’action d’enzymes spécifiques permettant la libération de l’antagoniste A2AR (istradéfylline ou AcSd) sélectivement dans le striatum.
Notre travail permettra le développement de biomolécules alliant un effet antagoniste A2AR à la forte spécificité, à la longue durée d’action et aux possibilités de vectorisation des AcSd, pour soulager les symptômes de l’autisme avec un minimum d’effets secondaires. Les nouvelles molécules développées et techniques de conjugaison mises au point pourront être adaptées à d’autres domaines thérapeutiques.