Académie des sciences Académie nationale de médecine. Mardi 6 décembre Session de l après-midi. Usage des anticorps monoclonaux en thérapeutique

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1 SEANCE COMMUNE Académie des sciences Académie nationale de médecine Mardi 6 décembre 2005 Session de l après-midi Usage des anticorps monoclonaux en thérapeutique Coordinateurs Michel Bourel, de l Académie nationale de médecine Roger Monier, de l Académie des sciences 14h Introduction, généralités Michel Bourel, de l Académie nationale de médecine 14h15 Anticorps monoclonaux : une longue saga technologique pour de nouveaux médicaments Jean-Luc Teillaud, Unité Inserm 255, Centre de recherches biomédicales des Cordeliers, Université René Descartes, Paris V et Dominique Bourel, Laboratoire français des biotechnologies, Les Ulis Applications thérapeutiques 14h45 Anticorps monoclonaux dans le traitement de la polyarthrite rhumatoïde : vers une révolution thérapeutique Jacques Sany, Centre Hospitalier Universitaire de Montpellier 15h15 Proliférations hématopoïétiques : Les anticorps monoclonaux dans le traitement des lymphomes malins Bertrand Coiffier, Hospices Civils de Lyon et Université Claude Bernard, Lyon Les anticorps monoclonaux dans le traitement de la leucémie lymphoïde chronique Jacques-Louis Binet, Secrétaire perpétuel de l Académie nationale de médecine 15h45 16h00 Pause Principes de l utilisation thérapeutique des anticorps monoclonaux en cancérologie Hervé Fridman, Unité Inserm 255, Centre de recherches biomédicales des Cordeliers, Université René Descartes, Paris V 16h30 Induction de la tolérance immunitaire par les anticorps monoclonaux : application aux greffes d organes et aux maladies auto-immunes Jean-François Bach, de l Académie des sciences 17h00 Conclusions Roger Monier, de l Académie des sciences Lieu : Grande Salle des séances - Académie des sciences de l Institut de France Contact : Service des colloques, 23 quai Conti Paris, tél : fabienne.bonfils@academie-sciences.fr

2 Session de l après-midi Usage des anticorps monoclonaux en thérapeutique Coordinateurs Michel Bourel, de l Académie nationale de médecine Roger Monier, de l Académie des sciences INTRODUCTION Michel BOUREL Académie nationale de médecine L histoire des anticorps monoclonaux (ACM) donne l image d un cheminement ardu, réfléchi et bénéfique. Ardu, car il s est écoulé près de trente ans depuis la découverte de leurs méthodes de fabrication (Köhler et Milstein. 1975). Trente ans d adaptations technologiques, d abord pour parer à l immunogènicité des premiers anticorps murins, puis pour mettre au point des anticorps humains en passant par les étapes d anticorps chimériques puis humanisés. Réfléchi car, à l origine conçus comme des outils de recherche et de diagnostic, ils connaissent depuis quelques années un développement croissant en tant que médicaments. Bénéfique si l on considère efficacité et tolérance à l aulne des succès cliniques et de la balance positive des avantages sur les quelques effets adverses, d ailleurs variables en fonction des molécules et des pathologies. Aujourd hui parmi la quelque vingtaine d ACM mis sur le marché, quelques uns - arbitrairement - ne seront ici qu évoqués : ceux dédiés aux approches thérapeutiques des rejets en transplantation d organes, des pathologies de la coagulation, de certaines maladies infectieuses, de maladies intestinales chroniques, de la maladie asthmatique, de la sclérose en plaques Par contre, vont être analysés : - Les nouveaux enjeux technologiques pour ces médicaments émergents, par Jean-Luc Teillaud et Dominique Bourel - Leur place dans le traitement de la polyarthrite rhumatoïde, par Jacques Sany, des proliférations hématopoïétiques, par Bertrand Coiffier des leucémies lymphoïdes chroniques, par Jacques-Louis Binet - Les principes de leur utilisation thérapeutique en cancérologie, par Hervé Fridman - L induction de la tolérance immunitaire (applications au diabète et aux greffes d organes), par Jean-François Bach. La diversité de l utilisation des ACM constitue, on le voit, un enjeu non seulement thérapeutique, mais aussi technologique et économique.

3 ANTICORPS MONOCLONAUX : UNE LONGUE SAGA TECHNOLOGIQUE POUR DE NOUVEAUX MÉDICAMENTS Dominique BOUREL 1 & Jean-Luc TEILLAUD 2 1 Département Recherche, LFB, Les Ulis, 2 Unité INSERM 255, Paris La mise au point de la technique d obtention des anticorps monoclonaux (AcM) par Georges Köhler et César Milstein, publiée en 1975 dans le journal Nature, fondée sur la fusion de lymphocytes B «immuns» de souris avec des cellules de myélome et conduisant à la génération de cellules hybrides B (hybridomes) productrices d AcM a représenté un grand pas en avant pour la biologie et la biologie clinique. Immédiatement après cette publication, des avancées considérables furent obtenues dans le domaine de la recherche fondamentale et du diagnostic. Cependant, d importants problèmes surgirent lorsque l utilisation des AcM chez des patients fut envisagée. La question de l obtention d anticorps de haute affinité dirigés contre des cibles spécifiques pertinentes se posa rapidement. Par ailleurs, l utilisation récurrente d AcM de souris chez l Homme montra qu elle conduisait à l apparition d anticorps humains anti-anticorps de souris, provoquant une diminution d efficacité et des effets secondaires indésirables. De plus, les propriétés effectrices des anticorps de souris injectés chez l Homme [activation de la cascade du complément et engagement des récepteurs Fc (RFc) conduisant à l endocytose de complexes immuns et à la cytotoxicité dépendante des anticorps] s avérèrent être diminuées. De nombreux travaux d ingénierie cellulaire visant à résoudre ces problèmes furent alors entrepris : transformation de lymphocytes B par le virus d Epstein-Barr (EBV), utilisation de partenaires de fusion optimisés, utilisation de stimuli divers (facteurs de croissance, anticorps ) pour obtenir une immunisation in vitro et/ou une croissance à long terme de lymphocytes B humains normaux Malgré ces efforts, aucune technique d ingénierie cellulaire fiable et facile d emploi permettant l obtention d AcM humains ne fut mise en place. Des efforts très importants ont été alors consentis pour générer par ingénierie moléculaire des AcM ayant de meilleures affinités, une immunogénicité réduite et de meilleures propriétés effectrices. Quatre stratégies d ingénierie moléculaire ont été mises en œuvre : i) construction d'anticorps chimériques comprenant parties variables de souris et parties constantes humaines ; ii) construction d anticorps humanisés par greffe des régions hypervariables d'acm de souris sur des régions charpentes humaines VH et VL ; iii) construction de banques combinatoires de régions VH et VL humaines exprimées à la surface de phages filamenteux ; iv) obtention de souris transgéniques contenant les gènes codant chaînes lourdes et légères humaines. Ces différentes approches ont permis la mise sur le marché de dix-huit AcM, dont certains comme l anticorps chimérique anti-cd20 rituximab ou les anticorps anti-tnfα ont conduit à des avancées thérapeutiques significatives dans le domaine de l oncologie et de l inflammation. Cette montée en puissance des AcM à usage thérapeutique est liée incontestablement aux stratégies d ingénierie d anticorps résumées ci-dessus, mais également à notre meilleure compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires de pathologies où une intervention thérapeutique à l aide d anticorps peut être envisagée. D autres approches d utilisation d AcM sont aujourd hui activement explorées. Par exemple, des fragments d anticorps (anti-virus, anti-oncogènes) ont été exprimés dans des cellules tumorales et dans des cellules infectées par des virus, pour bloquer ou moduler les fonctions de protéines intracellulaires ("Intrabodies"). Par ailleurs, des études intensives sur la stabilité et le repliement des anticorps recombinants, sur l optimisation des propriétés effectrices des régions Fc (par mutation ponctuelle et par modification du profil de glycosylation), ainsi que sur la production en masse d AcM par des plantes transgéniques ou dans le lait d animaux transgéniques sont actuellement développées. Tous ces anticorps de seconde génération, dont on peut espérer qu ils seront produits et utilisés à moindre coût, vont constituer sans nul doute des outils majeurs pour mieux maîtriser des pathologies pour lesquelles peu ou pas de solutions thérapeutiques existent à ce jour.

4 ANTICORPS MONOCLONAUX DANS LE TRAITEMENT DE LA POLYARTHRITE RHUMATOÏDE : VERS UNE RÉVOLUTION THÉRAPEUTIQUE Jacques SANY Service d Immuno-Rhumatologie Avenue du Doyen Gaston Giraud-Hôpital Lapeyronie -CHU Montpellier Les progrès de l immunopathologie et de la biologie moléculaire ont permis depuis quelques années le développement de certaines biothérapies. Parmi celles-ci, les anticorps monoclonaux occupent une place de choix. Ils peuvent être dirigés soit contre les lymphocytes T ou B, soit contre certains médiateurs solubles particulièrement importants comme le TNFα ou l interleukine 6. Les anticorps monoclonaux anti-lymphocytes T ont été utilisés depuis 1988 sans résultats décisifs mais avec un certain nombre de problèmes de tolérance. Le rôle des lymphocytes B dans l immunopathologie de la polyarthrite rhumatoïde (PR) semble avoir été totalement méconnu. Pourtant un anticorps monoclonal anti-b CD20, le Rituximab (Mabthera ), donne dans certaines formes de PR sévères d excellents résultats. Ce produit peut induire des rémissions prolongées supérieures à 6 mois avec parallèlement un effondrement du taux des lymphocytes B porteurs du marqueur CD20 et une réduction du titre de facteur rhumatoïde. L association Rituximab- Méthotrexate est particulièrement efficace. On ignore pour l instant si le Rituximab est susceptible d arrêter l évolution radiographique de la PR. Les travaux sur ce sujet sont en cours de réalisation. Les anticorps monoclonaux anti-tnfα constituent une avancée thérapeutique remarquable dans le traitement moderne des PR sévères. On dispose actuellement de deux anticorps monoclonaux anti-tnfα qui sont entrés dans le domaine de la pratique rhumatologique : d une part, l Infliximab (anticorps monoclonal chimérique) commercialisé sous le nom de Remicade et d autre part, un anticorps monoclonal totalement humain, l Adalimumab commercialisé sous le nom d Humira. Il est aussi possible de bloquer le TNFα en utilisant un récepteur soluble p75, l Etanercept commercialisé sous le nom d Enbrel mais il ne s agit pas d un anticorps monoclonal. D une manière générale, les agents modulant le TNFα ont prouvé dans le cadre d études double aveugle contre placebo en monothérapie et surtout en association avec le Méthotrexate une remarquable efficacité clinique, biologique et radiographique dans environ 70% des cas au cours de PR sévères et actives n ayant pas répondu de manière adéquate au Méthotrexate. Le fait de pouvoir arrêter l évolution radiographique d une PR est nouveau dans le domaine de la rhumatologie inflammatoire. La question de l utilisation précoce éventuelle de ces molécules est posée car il est démontré qu il est possible aujourd hui d éviter l installation de lésions structurales irréversibles grâce à ces molécules. Malheureusement, l effet des anti-tnfα est suspensif, la PR reprenant généralement son cours évolutif dans les semaines ou les mois qui suivent l interruption du traitement. Les effets indésirables sont dominés par le risque infectieux. Même si la fréquence des infections est faible, ces dernières peuvent être graves et d évolution défavorable, parfois mortelle. On a décrit notamment de rares infections opportunistes et notamment des tuberculoses. Ces dernières sont une fois sur deux non pulmonaires, volontiers atypiques, de diagnostic difficile et d évolution sévère. Il importe donc de dépister les patients à risque avant de mettre en route un traitement par anti-tnfα (radiographie pulmonaire, intradermoréaction à la tuberculine). Il n y a pas, avec le recul dont on dispose (5 ans), d induction démontrée d affection néoplasique sous anti-tnfα. Concernant les lymphomes, il est difficile de conclure car ils sont plus fréquents au cours des PR sévères et anciennes qui constituent justement les indications des anti-tnfα. Une auto-immunisation avec apparition d anticorps antinucléaires et parfois anti-adn natif n est pas exceptionnelle mais en règle générale elle n a aucune conséquence clinique. D exceptionnels cas de lupus induit ont été rapportés dont l évolution a toujours été très favorable.

5 Les anticorps monoclonaux anti-interleukine 6 correspondent à un anticorps humanisé dirigé contre le récepteur de l IL6 (MRA : Tocilizumab) ; il est en cours d évaluation. Plusieurs travaux concordants en double aveugle contre placebo donnent des résultats positifs à la posologie de 8 mg/kg avec une tolérance correcte. Ce produit donne également des résultats intéressants dans les formes systémiques de maladie de Still ce qui est particulièrement intéressant car cette affection répond habituellement mal aux anti-tnfα. Au total, le traitement des formes graves de PR a été transformé par l avènement des anti- TNFα. D autres molécules notamment les anticorps monoclonaux anti-lymphocytes B donnent des résultats extrêmement prometteurs. Néanmoins ces produits sont onéreux (surtout les anti-tnfα). Il faut soigneusement analyser le rapport bénéfice-risque lors de toute prescription à cause du risque infectieux.

6 LES ANTICORPS MONOCLONAUX DANS LE TRAITEMENT DES LYMPHOMES MALINS Bertrand COIFFIER Hospices Civils de Lyon et Université Claude Bernard, Lyon Le rituximab a été le premier anticorps monoclonal accepté par les agences du médicament pour le traitement des lymphomes à cellules B. Plusieurs études prospectives randomisées ont démontré son activité dans les lymphomes folliculaires, le lymphome à cellules du manteau et les lymphomes à grandes cellules B, ceci dans le cas de patients en première ligne de traitement ou en rechute. Du fait de son activité importante et de sa faible toxicité, le rituximab a complètement modifié le traitement et le devenir des patients ayant un lymphome à cellules B. L'association du rituximab et d'une chimiothérapie standard, le R-CHOP, est le traitement ayant l'efficacité la plus importante jamais décrite pour le traitement des patients ayant un lymphome à grandes cellules B ou un lymphome folliculaire. Le rôle des anticorps combinés à une molécule radioactive ou des anticorps dirigés contre d'autres antigènes n'est pas encore bien défini.

7 LES ANTICORPS MONOCLONAUX DANS LE TRAITEMENT DE LA LEUCÉMIE LYMPHOÏDE CHRONIQUE Jacques-Louis BINET Secrétaire perpétuel de l Académie nationale de médecine Pour analyser l apport des anticorps monoclonaux dans le traitement de la leucémie lymphoïde chronique (L.L.C.), mieux vaut d abord préciser les indications thérapeutiques dans cette maladie et les résultats obtenus avant leur utilisation. Les indications thérapeutiques sont maintenant clairement définies par la connaissance des éléments pronostiques cliniques, biologiques, soit reflets de la masse tumorale ou de l évolutivité de la maladie, mais surtout présence ou non de la mutation des segments variables de la chaîne lourde des immunoglobulines, marqueurs chromosomiques (17p-, 11q-, +12q), anomalies génétiques (p53, ATM). L utilisation de ces paramètres permet de distinguer les aspects qui resteront longtemps paisibles à ne pas traiter et les formes graves, mettent en jeu le pronostic vital. Dans ces formes agressives de la maladie, trois traitements peuvent, maintenant, être évalués, la chimiothérapie, l auto et l allogreffe de moelle. Après les premiers essais utilisant le chlorambucil ou une anthracycline associée à la cyclophosphamide, la chimiothérapie a été dominée par les analogues de la purine (fludarabine et cladribine), avec un pourcentage de réponses favorables de 63%, alors qu il était auparavant à 37%. L adjonction de cyclophosphamide, sans augmenter le pourcentage de réponses, a amélioré les résultats en induisant une meilleure qualité et une plus longue durée des rémissions complètes. L allogreffe de moelle, pas toujours possible à cause de l âge des patients, permet des survies, sans rechute de plus de dix ans. Après autogreffe, faisant courir moins de risques immédiats, le nombre de rémissions complètes est inférieur. C est donc dans une double perspective que peuvent être évalués aujourd hui les résultats du Rituximab et de l Alemtuzumab, deux anticorps monoclonaux déjà très utilisés dans la L.L.C : soit après échec d un premier traitement, soit, surtout, associés à une chimiothérapie, dès le premier traitement pour obtenir une rémission complète et peut-être une guérison.

8 PRINCIPES DE L UTILISATION THÉRAPEUTIQUE DES ANTICORPS MONOCLONAUX EN CANCÉROLOGIE Wolf Hervé FRIDMAN INSERM U255, IFR des Cordeliers, Universités Paris 5 et Paris 6 et Hôpital Européen Georges Pompidou, AP-HP, Paris Les anticorps monoclonaux sont devenus des agents thérapeutiques, en particulier en cancérologie, comme cela est illustré par leur utilisation dans le traitement des lymphomes, des cancers du sein ou des cancers colorectaux. La meilleure compréhension de leurs mécanismes d action, de leurs interactions avec leurs récepteurs cellulaires et des mécanismes d échappement des tumeurs ouvre la voie à l optimisation de leurs utilisations thérapeutiques. Ces différents aspects sont abordés dans la présente revue Références : 1. Fridman and Kourilsky, Stimulation of lymphocytes by autologous leukaemic cells in acute Leukaemia. Nature, 1969, 224, Pages, F., Berger, A., Camus, M., Sanchez-Cabo, F., Coste, A., Molidor, R., Mlecnik, B., Kirilovsky, A., Nilsonn, M., Damotte, D., Meatchi, T., Bruneval, P., Cugnenc, P.-H., Trajanoski, Z., Fridman, W.H., Galon, J., Effector memory T cells, early metastasis, and survival in colorectal cancer. New England J. Med., 2005, in press. 3. Cohen-Solal, J., Cassard,,L., Fridman, W.H., Sautès-Fridman, C., Fc receptors. Immunol. Let., 2004, 92, Cassard, L., Cohen-Solal, J., Galinha, A., Sastre-Garau, X., Mathiot, C., Galon, J., Dorval, T., Bernheim, A., Fridman, W.H. and Sautes-Fridman, C., Modulation of tumor growth by inhibitory Fc gamma receptor expressed by human melanoma cells. J. Clin. Invest., 2002, 110, Cassard, L., Cohen-Solal, J., Camilleri-Broët, S., Spatz, A., Fournier, E., Chouaib, S., Badoual, C., Varin, A., Fisson, S., Duvillard, P., Boix, C., Sastre-Garau, X., Houghton, A.N., Avril, M.-F., Gresser, I., Fridman, W.H. and Sautès- Fridman, C. Selective expression of inhibitory Fc receptor by human metastatic melanoma : a new mechanism of immune escape. 2005, submitted for publication.

9 INDUCTION DE LA TOLÉRANCE IMMUNITAIRE PAR LES ANTICORPS MONOCLONAUX APPLICATION AUX GREFFES D ORGANES ET AUX MALADIES AUTO-IMMUNES Jean-François BACH Académie des sciences La tolérance immunitaire est un état de paralysie immunitaire spécifique d un antigène donné (le tolérogène) coexistant avec le maintien d une immunocompétence normale vis à vis des autres antigènes. Les anticorps monoclonaux anti-cellules T permettent de l induire dans les greffes et les maladies auto-immunes. Les résultats très prometteurs obtenus chez l animal viennent d être confirmés chez l homme dans le diabète insulino-dépendant de découverte récente avec un anticorps anti-cd3 (avec une rémission durable de la maladie suivant un traitement de seulement 6 jours).

10 CONCLUSIONS Roger MONIER Académie des sciences En 1975, Köhler et Milstein décrivaient une méthode d hybridation entre cellules somatiques permettant d établir des lignées cellulaires continues produisant des anticorps monoclonaux. Leur démarche avait un objectif fondamental : utiliser cette technologie pour étudier en détail la structure des anticorps. Les applications, qui ont été décrites au cours de cette séance, ont été le fruit d une longue élaboration permettant de passer des anticorps murins, inutilisables en thérapeutique humaine, aux anticorps «humanisés», puis aux anticorps strictement humains, offrant un exemple du passage d une recherche fondamentale aux applications, au prix de longs et patients efforts dont le succès dépend d une accumulation de connaissances et de progrès technologiques. Le désir légitime de favoriser l innovation ne doit donc pas faire oublier la part indispensable de recherches consacrées à l élaboration des connaissances nouvelles, sans lesquelles toute innovation est impossible.