Stratégies d'amélioration des protéines recombinantes

Question 1

Schéma d’obtention des protéines recombinantes ?

Answer 1

1) Développement génétique
- Vecteur sauvage + gène d’intérêt dans un vecteur d’expression

• vecteur d’expression dans une cellule hôte
  → système d’expression stable

→ banque cellulaire

2) Production :
- culture en milieu confiné (fermenter, biréacteurs)
- purification
- SUBSTANCE ACTIVE

3) Formulation
→ Produit fini

Question 2

Biobetter ?

Answer 2

version modifiée d’un médicament biologique dans le but d’améliorer

• l’efficacité (activité) : mutation dirigée et insuline
• la pharmacocinétique : protéines de fusion
• la stabilité
• la toxicité
• l’immunogénicité

Même cible thérapeutique que l’innovation
☞ mais efficacité accrue grâce à des modifications de la molécule

Le développement commercial est considéré comme moins risqué que pour une protéine innovante
→ le produit sera considéré comme une nouvelle SA, mais réduction des couts de R&D
→ exclusivité du marché en cas d’AMM

Question 3

Différence entre biosimilaire, biomédicament et bio better ?

Answer 3

Biomédicament innovany

• nouveauté thérapeutique
• 15 ans, cout élevé
• brevet
• prix de référence

Biosimilaire

• bioéquivalence à démontrer
• développement en 6-8 ans, coûts moindre
• non brevetable
• prix en baisse

Biobetter

• efficacité/sécurité augmentée
• 10 ans, cout moindre
• brevet
• nouveau prix

Question 4

Approches d’amélioration des protéines

Answer 4

1) modification de la séquence codante
- mutations, délétions
- protéines de fusion, anticorps humanisés
- modification des sites de glycosylation

2) ingénierie non-traductionnellle
- conjugaison à des polymères hydrophiles
- conjugaison à une molécule active (cytotoxique)
- modification des chaines glycanniques déjà formées
- liaison à des lipides

3) Nouvelles technologies de production
- ingénierie de la cellule hôte : amélioration de la glycosylation

4) Nouvelles formulations et nouevlles voies d’administration

Question 5

3 générations de l’EPO ?

Answer 5

1ere génération : epoetine,rhu-­EPO
-nombreux glycoformes, 165 aa, 30 kDa
-activité biologique de la protéine dépend de la glycosylation
→ t1/2 : 6 à 9h, filtration rénale
-administration 2 à 3 fois/semaine

2e génération : Aranesp
-forme hyperglycosylée
-165 aa mais 5 acides amines mutés, 5 sites de N-glycosylation, 37 kDa
-acide dialique déiminue l’affinité de la moléculepour son récepteur
→ t1/2 : 24h, filtration rénale
-administration : 1 fois/mois

3e génération : Méthoxy polyéthylène glycol-­époiétine β
-Epoiétine pegylée
-165 aa
-60kDa
-PEG permet l’augmentation du volume hydrodynamique de la molécule et protège de la protéolyse
→ t1/2 : 134h, pas de filtration rénale
Administration : 1 fois/mois

Question 6

Pegylation

Answer 6

• molécule non toxique, hydrophile, non chargée
• augmentation de la t1/2
• diminue le risque d’immunogénicité
• augmente la résistance aux protéases
• améliore la stabilité et la solubilité de la protéine

Question 7

Comment modifier la glycosylation?

Answer 7

1) Modification chimique
- protéine recombinante produite en CHO puis la glycosylation est modifiée par greffe d’un complexe saccharidique

2) Glycoingénierie : modificaion du profil de glycosylation apporté par la cellule hôte

Question 8

Amélioration de la PK : protéines de fusion

Answer 8

-recyclage des IgG et de l’albumine par le récepteur du Fc néotnatal (FcRn) → protègent du catabolisme

• protéine de fusion au RFc
• protéine de fusion à l’albumine : résistance aux peptides
• protéine de fusion à un peptide C-terminal : augmentation du PM et de la charge globale (stabilité) + sites de glycosylation supplémentaire

Question 9

Stratégies de biobetters ?

Answer 9

1) trouver une meilleure formulation
=> système d’encapsulation: microsphère biodégradables :
- libération contrôlée
- administration moins fréquente

=> pégylation

• augmentatio d volume hydrodynamique de la molécule : pas d’élimination par filtration réname : t1/2 augmentée
• administration : 1 fois/semaine

2) faire une protéine de fusion
- résistane au catabolisme
- augmenter la stabilité
- ajout de sites de glycosylation

3) voie d’administration alternatives
* voie nasale ou pulmonaire
+ muqueuse vascularisée,
+ pas d’effet de premier passage hépatique
+ cinétique rapide
+ facilité d’administration, non invasif

• faible biodisponibilité
• élimination rapide : utilisation de promoteurs absorption nécessaire
• voie transdermique
• diffusion passive limitée des biomolécules à travers le stratum corneum, riche en lipides
• dégradation par les enzymes cutanées

+ microaiguilles par voie percutanée

=> intégrer les stratégies d’augmentation de la pk des protéines thérapeutiques à leur biodistribution et interaction potentielles avec des récepteurs cellulaires.

• Dans le sang
  -Distribution :
  >Fusion à des ligands de l’albumine
  -Elimination :
  > Conjugaison à un polymère

*Par voie tissulaire ou cellulaire
-Liaison à la cible :
> ingénérie moléculaire pour améliorer le Kd
-glycoingénérie : addition d’acides sialiques (modulation de l’affinité de la molécule pour son récepteur)

• Elimination/Recyclage :
  -humanisation
  > fusion Fc/albumine
  > ingénérie du fragment Fc