Broadly neutralizing antibodies against HIV : design of isolation strategies and application to two elite neutralizers

Anticorps neutralisants à large spectre contre le VIH : mise au point de stratégies d'isolement et application à deux neutraliseurs d'élite Une fraction des individus infectés par le VIH-1 développe des anticorps neutralisants à large spectre (AcNLS), dirigés contre la glycoprotéine d’enveloppe (Env) et capables de bloquer l’infection des cellules cibles malgré la grande diversité génétique du virus. Un vaccin qui induirait une telle réponse Ac pourrait probablement protéger contre l’infection par le VIH. Notre équipe étudie les mécanismes de développement des réponses AcNLS, notamment dans une large cohorte africaine de primo infection. Les objectifs de ma thèse ont été i) d’isoler et caractériser les AcNLS du donneur PC02, le 4e meilleur neutraliseur de la cohorte et ii) de compléter l’ontogénie des lignées d’AcNLS de PC94, 2e meilleur neutraliseur. Nos travaux ont d’abord visé à cartographier l’épitope de Env majoritairement ciblé par les AcNLS du sérum de PC02, afin d’utiliser cette information pour la réalisation d’un tri différentiel des lymphocytes B du donneur et l’isolement d’AcNLS. Malgré l’emploi de différentes méthodes, un épitope des AcNLS de PC02 n’a pu être identifié, suggérant l’existence d’une diversité d’AcN chez ce donneur ou de spécificités AcN nouvelles. Ces résultats nous ont amenés au remaniement des stratégies d’isolement d’AcNLS utilisées habituellement dans le laboratoire. Les nouvelles stratégies de tri, basées sur une sélection par de multiples Env trimériques recombinantes, couplée à de l’activation cellulaire B et à un criblage fonctionnel ont été appliquées à PC94. Pour ce donneur, des travaux du laboratoire avaient auparavant permis l’isolement et la caractérisation de deux lignées d’AcNL ciblant la région riche en mannose à la base de la boucle V3 de Env. Ces Ac ne récapitulant pas l’extraordinaire capacité de neutralisation du sérum de PC94, l’hypothèse a été faite que d’autres Ac des mêmes lignées, ou de lignées différentes, potentiellement dirigées contre d’autres épitopes de Env, devaient expliquer la neutralisation à large spectre. De nouveaux tris de cellules B mémoire spécifiques ont été effectués, basés sur la stratégie nouvellement établie. Ces tris ont permis l’isolement de cellules B porteuses d’Ac à potentiel de neutralisation LS. Cinquante-et-une paires de chaines lourdes et légères ont été sélectionnées pour être clonées. Trente-six Ac ont été produits et testés pour leur capacité à neutraliser. Treize Ac ont montré une activité neutralisante avec une largeur de spectre notable. Dix Ac appartenaient à l’une des deux familles d’Ac identifiées antérieurement, présentant parfois des spectres légèrement plus larges. Un Ac appartenait à l’autre famille, en moins neutralisant. Enfin, 2 AcN isolés étaient de familles nouvelles. Les spectres de ces 2 AcNs, dont les épitopes restent à déterminer, semblent se compléter, avec l’un plutôt actif contre les virus de clade B et l’autre contre ceux de clade C. En conclusion, les nouvelles stratégies de tri mises en place ont été efficaces à isoler des AcN chez PC94, de lignées déjà identifiées et également de deux nouvelles lignées. Leurs relations de coopération et dynamique d’apparition restent à mieux caractériser. Toutefois, le spectre de neutralisation du sérum de PC94 n’est toujours pas entièrement expliqué par les AC isolés. Ceci pourrait s’expliquer par la rareté des cellules B correspondant aux AcNLS ou l’utilisation pour le tri d’appâts dont la conformation serait trop éloignée des Env virales natives. Par ailleurs des cellules B d’intérêt pourraient avoir été sélectionnées mais les AcNLS correspondant non isolés du au rendement imparfait des étapes d’activation, d’amplification génique, de clonage ou de production qui ont suivi. Nos résultats illustrent la difficulté à expliquer pour certains patients la neutralisation à large spectre de leur sérum, malgré les avancées techniques d’isolement des AcNLS. Ils montrent aussi comment l’évolution de plusieurs lignées d’AcN pourrait potentiellement expliquer le spectre d’activité du sérum d’un neutraliseur d’élite.