ANR 2017 - ZINELABEL - Double marquage site-spécifique des protéines au moyen de tétrazines

Les bioconjugués sont devenus des outils essentiels à la recherche biomédicale, au diagnostic et à la thérapie. Une nouvelle génération de bioconjugués commence à apparaître. Il s'agit de protéines doublement modifiées, qui possèdent des propriétés optimisées et/ou qui permettent de nouvelles applications telles que l'imagerie bimodale et le théranotic. Ainsi, au cours de ces dernières années, les agents d'imagerie bimodaux, qui associent sur un même biovecteur une sonde fluorescente pour l'imagerie optique et un agent chélatant des radiométaux pour l'imagerie nucléaire (TEP ou TEMP), se sont multipliés. Certains d'entre eux sont d'ores et déjà testés en clinique comme assistants à la chirurgie. Des avancées significatives ont également été effectuées dans le domaine des conjugués Médicament-Anticorps (ADC). En particulier, la conjugaison de plusieurs médicaments cytotoxiques sur un même anticorps ou d'une sonde d'imagerie à un ADC, permettent d'obtenir des ADC aux propriétés nouvelles ou optimisées. 

Le développement de ces nouveaux bioconjugués est actuellement seulement limité par les difficultés techniques associées à leur production. Un intérêt croissant est apparu, au cours de ces dernières années, pour le marquage dit « site-spécifique » des anticorps. En effet, celui-ci permet l’obtention de conjugués parfaitement définis, de façon plus reproductible et avec un meilleur contrôle du ratio de marquage. Ces éléments facilitent, in fine, la mise sur le marché de ces bioconjugués. Cependant, réalisé un tel double-marquage, de façon site-spécifique, sur un anticorps (ou une protéine en général) réclame un très haut degré de technicité. Par conséquent, la découverte de nouvelles technologies, qui permettraient de simplifier le double-marquage des protéines, serait à même de conduire une explosion de cette seconde génération de bioconjugués et leur utilisation sur le marché. Ces nouveaux outils devraient posséder les caractéristiques suivantes : ils devraient être i) simple d’emploi, ii) site-spécifiques, iii) tolérants et biocompatibles et enfin iv) modulaires. 

Le projet ZINELABEL vise à développer une petite plateforme ternaire, robuste et modulaire appelée dichloro-s-tétrazine, capable de permettre le double marquage site-spécifique des protéines dans des conditions douces et biocompatibles. La réactivité du motif dichloro-s-tetrazine sera utilisée pour préparer une librairie de dérivés mono- et di-substitués, via l’introduction de différents marqueurs (sondes fluorescentes proche infrarouge, agents chélatant macrocycliques, chaines PEG, agents de ciblage). La capacité de ces tétrazines à réagir avec des diénophiles via une réaction de type iEDDA sera également étudiée. Cette plateforme tétrazine sera ensuite utilisée pour i) marquer, de manière site-spécifique, un Affibody pour l’imagerie optique+nucléaire, et ii) marquer un aptamère protéique ciblant la protéine HSP70. Ces preuves de concept nous permettront de démontrer le potentiel de la technologie ZINELABEL pour le double marquage, simple et efficace, des protéines.