Biotechnologie et médicaments biologiques

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1 Biotechnologie et médicaments biologiques I. Les médicaments biologiques 1. Marché biopharmaceutique 2. Différents types de médicaments biologiques 2.1. Les protéines 2.2. Les anticorps monoclonaux Anticorps monoclonaux de souris Humanisation des anticorps monoclonaux Anticorps monoclonaux humains Fragments d anticorps 2.3. Les protéines de fusion II. Obtention des médicaments biologiques 1. Obtention de protéines médicaments 1.1. Amplification de la partie codante de la protéine 1.2. Clonage dans un vecteur d expression 2. Obtention d anticorps thérapeutiques 2.1. A partir d un hybridome 2.2. Par phage display Principe Construction et sélection de phages Ac 2.3. Clonage dans un vecteur d expression

2 Biotechnologie et médicaments biologiques III. Expression des protéines recombinantes 1. Cellules procaryotes 2. Cellules eucaryotes 2.1. Levures 2.2. Cellules végétales 2.3. Cellules d insectes/baculovirus 2.4. Cellules mammifères 3. Systèmes transgéniques 3.1. Plantes transgéniques 3.2. Animaux transgéniques 4. Production industrielle

3 Biothérapies Thérapies «protéiques» Thérapies cellulaires Thérapies géniques PROTEINES (facteurs de croissance, enzymes, anticorps recombinants) CELLULES (avec ou sans matrice) GENES (ADN, ARN) Administration Cellules primaires ou modifiées Transport et ciblage par vecteur Site d action Administration Implantation Site d action Cellules cibles

4 Marché biopharmaceutique

5 Marché biopharmaceutique 33 biomédicaments sont des blockbusters en 2012

6 Médicaments biologiques

7 Technique des hybridomes Injection de l antigène rate de souris lymphocytes B sécrétant des Ac différents cellules de myélome Fusion des cellules Obtention des hybridomes Sélection des Ac en fonction de leur capacité à reconnaître l antigène

8 Structure des anticorps CDR = région déterminant la complémentarité FR = charpente (framework) CDR1 CDR2 CDR3 FR1 FR2 FR3 FR4

9 Anticorps monoclonaux Humanisation des anticorps monoclonaux

10 Anticorps monoclonaux Anticorps monoclonaux humains Souris transgénique «Xénomouse» (Abgenix)

11 Fragments d anticorps (GGGGS)3 (Single Chain Fv) Protéines de fusion Récepteur TNF Fc Fc peptide

12 Obtention des médicaments biologiques Extraction des ARNm Transcription inverse: ADNc Amplification par PCR de l ADNc du gène codant pour la protéine Clonage du gène amplifié dans un vecteur d expression Expression et purification de la protéine recombinante

13 Transcription inverse

14 Vecteurs d expression Eléments présents chez tous les plasmides Ori Gène de résistance à ampicilline polylinker Eléments présents dans les plasmides d expression Site de polyadénylation

15 Vecteurs d expression Vecteur d expression procaryote

16 Principe du phage display

17 Construction et sélection des phages Ac Promoteur Signal Ac 15 PIII ou PVIII Gène PIII ou PVIII recombinant Banque phage Ac Biopanning Lavages Ag immobilisé ph Séquençage ADN du phage Phages reconnaissant Ag

18 Différents systèmes de production E. coli Corps d inclusion Levures Saccharomyces cerevisiae Pichia pastoris

19 Différents systèmes de production Cellules végétales Taliglucerase: ELELYSO (Protalix/Pfizer)

20 Différents systèmes de production Cellules d insecte / baculovirus Cellules d insecte Baculovirus Polyèdre Plusieurs nucléocapsides par enveloppe Cellules d insecte infectées par le baculovirus

21 Différents systèmes de production Bactéries Levures Cellules mammifères Plantes Quantité Elevée Elevée Faible Elevée Masse moléculaire Faible Moyenne Elevée Elevée Ponts disulfures Non Oui Oui Oui Sécrétion Non/oui Non/oui Oui Non Conformation Variable Variable Correcte Correcte Glycosylation Non Possible Possible Possible Coût Faible Moyen Elevé Faible Contamination virale Non Non Possible Non Endotoxine Possible Non Non Non

22 Production industrielle Capacités de production

23 Production industrielle Fermenteur ou bioréacteur

24 Production industrielle Modes de production