Thèse Année : 2024

Vesicular Stomatitis Virus glycoprotein tropism modification : targeting receptors of interest

Modification du tropisme de la glycoprotéine du virus de la stomatite vésiculaire : ciblage de récepteurs d'intérêt

Résumé

The transfer of vesicles containing cargos toward cells of interest remains a challenge for targeted therapy. Viral fusion glycoproteins having the property of receptor recognition and fusion activity constitute promising tools for this kind of approach. VSV glycoprotein (G) is the most used viral glycoprotein to pseudotype lentiviruses in gene therapy. However, we encounter limits to the use of G: G cellular receptors (from LDLR family) are ubiquitous and expressed at the surface of non-target cells. The work of the team on VSVG/LDLR structure enabled us to identify G mutants that no longer bind the LDLR without affecting its fusion activity. This uncoupling between the recognition of the receptor and the fusion capacity opened up the possibility of retargeting G towards receptors of interest. A chimeric glycoprotein fused with a nanobody directed against the mCherry protein, in N-terminal, of G has been constructed. The insertion of a nanobody in G is deleterious for its activity. Using experimental evolution, we identified two mutations on G enhancing the chimera folding. Remarkably, these mutations improve the folding of chimeric Gs, regardless of the sequence of the nanobody inserted in amino-terminal. Pseudotyped viruses (both VSV and lentiviruses) with these chimeric Gs at their surface show 10 times higher titers with these mutations of optimisation. We then constructed chimeric Gs with several nanobodies targeting the receptor HER2. We introduced the mutations abolishing LDLR recognition in these Gs. Viruses pseudotyped with these glycoproteins only infected cells expressing HER2. We therefore identified G mutations conferring a new tropism of G thanks to the N-terminal insertion of a nanobody. All this work opens the way to personalised targeted therapies.
Le transfert d'un cargo, contenu dans une vésicule, vers des cellules d'intérêt reste un défi pour les thérapies ciblées. Les glycoprotéines virales, se liant à un récepteur cellulaire et induisant la fusion membranaire, constituent des outils prometteurs pour ce type d'approche. La glycoprotéine G du VSV est la glycoprotéine virale la plus utilisée pour pseudotyper des lentivirus en thérapie génique. Il y a néanmoins des limites à l'utilisation de G : les récepteurs de G (membres de la famille du LDLR) sont ubiquitaires et présents à la surface de cellules non cibles. Les travaux de l'équipe sur la structure du complexe VSVG/LDLR avaient identifié des mutants de G ne liant plus le LDLR mais conservant leur activité de fusion. Ce découplage entre reconnaissance du récepteur et fusion ouvrait la possibilité de recibler spécifiquement la glycoprotéine vers des récepteurs d'intérêt. Nous avons construit une glycoprotéine chimérique en fusion avec un nanobody dirigé contre la mCherry en position aminoterminale de G. L'insertion de ce nanobody dans G est délétère. Par évolution expérimentale, nous avons identifié deux mutations dans G améliorant le repliement de la chimére. Ces mutations favorisent le repliement des G chimériques quel que soit le nanobody inséré en position amino-terminale. Les virus pseudotypés (VSV et lentivirus) avec ces G chimériques ont un titre 10 fois plus élevé lorsque les mutations d'optimisations sont présentes. Nous avons ensuite construit des glycoprotéines chimériques avec plusieurs nanobodies ciblant le récepteur HER2. Dans ces glycoprotéines, nous avons introduit les mutations abolissant la reconnaissance des récepteurs naturels de G. Les virus pseudotypés par ces glycoprotéines n'infectent plus que des cellules exprimant le récepteur HER2. Nous avons donc identifié des mutations de G permettant de conférer un nouveau tropisme à G par insertion aminoterminale de nanobodies. Ceci ouvre la voie à des thérapies ciblées personnalisées.
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Origine Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

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Identifiants

  • HAL Id : tel-04907839 , version 1

Citer

Isoline Duquénois. Modification du tropisme de la glycoprotéine du virus de la stomatite vésiculaire : ciblage de récepteurs d'intérêt. Virologie. Université Paris-Saclay, 2024. Français. ⟨NNT : 2024UPASL098⟩. ⟨tel-04907839⟩
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