cGAMP-VLP : optimization of production, functional studies, and development of a second generation

Optimisation de la production de cGAMP-VLP et développement de cGAMP-VLP ciblées L'ADN double brin chez les mammifères est présent exclusivement dans le noyau et les mitochondries. Sa présence dans le cytosol est un marqueur d'infection virale ou de stress cellulaire. L'ADN double brin est détecté dans le cytosol par l'enzyme cGAS, qui produit après activation le dinucléotide cyclique 2'3'-cGAMP. Le 2'3'-cGAMP est un activateur de la protéine STING (STimulator of INterferon Genes), qui déclenche la production d'interférons de type 1 et l'activation de la voie NF-kB dans les cellules. Il a été montré que la voie cGAS-STING est activée lors d'infections virales par des virus à ADN, et que cette activation a un rôle anti-viral, et dans certains cas anti-tumoral. Le 2'3'-cGAMP produit dans les cellules durant la production de lentivirus est empaqueté dans les particules lentivirales nouvellement produites, et délivré dans les cellules avoisinantes, déclenchant une réponse anti-virale rapide. Ce mécanisme ouvre la possibilité de produire des pseudo-particules non-infectieuses contenant le cGAMP afin de le libérer dans des cellules d'intérêt. Ces particules pseudo virales ont été nommées cGAMP virus-like particles (cGAMP-VLP). Le cGAMP-VLP constitue un produit qui a été breveté et qui est en cours de développement pré-clinique. L'objectif de cette thèse était d'améliorer la production au laboratoire du cGAMP-VLP, d'étudier son mécanisme d'action et de développer une seconde génération. J'ai optimisé le protocole de production des cGAMP-VLP dans le but de le rentre compatible avec une éventuelle exploitation industrielle. Ainsi, j'ai optimisé les plasmides utilisés, le réactif de transfection et le format de production. J'ai ensuite caractérisé la réponse interféron de type I in vitro de différentes lignées cellulaires et de cellules primaires pertinentes dans le cadre d'une injection intra-tumorale de cGAMP-VLP. J'ai réalisé ces expériences en comparaison avec les di-nucléotides cycliques, ce qui m'a permis de mettre en évidence des spécificités de réponse pour le cGAMP-VLP. Enfin, j'ai analysé ex vivo la capture de cGAMP-VLP par des cellules immunitaires murines primaires, et j'ai pu montrer une capture préférentielle par les cellules dendritiques et les macrophages. Enfin, j'ai amorcé le développement de cGAMP-VLP ciblant spécifiquement des cellules d'intérêt. Ainsi, j'ai réalisé une preuve de concept avec des protéines virales qu'il était possible d'altérer le ciblage du cGAMP-VLP tout en conservant ses activités fusogènes. En conclusion, mes travaux de thèse ont permis d'améliorer nos capacités de production de cGAMP-VLP, ont apporté des éléments nouveaux sur son mécanisme d'action et ont ouvert la voie vers une seconde génération de cGAMP-VLP. L'ensemble de ces travaux contribuera à amener le cGAMP-VLP vers un développement clinique.