Un fragment d’anticorps chimérique développé au Japon s’avère précieux pour la cristallisation à rayons X

La cristallographie à rayons X est une technique qui permet d’obtenir la structure spatiale des macromolécules biologiques. Elle renseigne en effet sur la structure 3D à l’échelle atomique des protéines et des acides nucléiques, le changement de conformation et la dynamique de leur structure. Ces informations sont très utiles pour le développement de nouveaux médicaments et l’identification de sites de liaison ligand-récepteur.

Depuis quelques années, l’utilisation des fragments d’anticorps comme molécules-chaperonnes de la cristallisation est devenu croissante. Couplée à ces molécules, cette technique peut en effet cibler des protéines d’intérêt pour lesquelles aucun médicament n’est actuellement actif.

La clef de cette combinaison est de parvenir à minimiser la diversité de conformations de la protéine-cible en augmentant la probabilité d’obtenir des cristaux bien ordonnés.

C’est la plupart du temps la partie Fab de l’anticorps qui est utilisée dans cette technique, cependant il est difficile de la produire en système bactérien par exemple, compte-tenu de sa taille et de sa structure complexe. La partie F_v, composée seulement d’un fragment de chaine légère V_L et d’un fragment de chaine lourde V_H, plus simple dans sa structure et plus petite, serait idéale dans cette application mais elle n’est que très rarement utilisée car dissociable facilement de par l’absence de pont disulfure contrairement à la partie Fab.

Une équipe de chercheurs de l’Université d’Osaka vient pourtant de mettre au point un nouveau concept de fragment d’anticorps F_v appelé F_v-clasp pour une application en cristallographie à rayons X. Ce dernier a été obtenu par fusion entre le domaine SARAH dérivé de la protéine Mst1 humaine et un fragment d’anticorps F_v. Cette molécule chimérique permet d’améliorer la stabilité du fragment d’anticorps et donc d’assurer ses propriétés pour la cristallisation, sans toutefois modifier sa capacité de liaison à d’autres molécules.

D’ores et déjà, cette nouvelle molécule a permis la cristallisation de deux protéines d’importance : l’intégrine a6b1, qui est essentielle pour l’attachement des cellules iPS, des cellules souches embryonnaires ou encore de certaines cellules cancéreuses à la membrane basale et la protéine sorLA, un récepteur impliqué dans la maladie d’Alzheimer.

Enfin, la molécule peut être produite à grande échelle, à un coût relativement bas et sa stabilité à de hautes températures la rend particulièrement attractive pour l’immunothérapie.

Source : Takao Arimori et al. F_v-clasp : An Artificially Designed Small Antibody Fragment with Improved Production Compatibility, Stability, and Crystallizability. Structure (2017).

Rédaction : Thibaut Dutruel, ch.mission.sdv chez ambafrance-jp.org