Les thérapies par blocage des points de contrôle immunitaires, en particulier celles ciblant la mort cellulaire programmée-1 (-1) et la mort cellulaire programmée-ligand 1 (-L1), sont à l’avant-garde des stratégies d’immunothérapie du cancer. Les thérapies anti--1/-L1 ont reçu l’approbation pour une utilisation dans divers types de cancer, telsque les cancers hématologiques, cutanés, pulmonaires, hépatiques, de la vessie et du rein1. -1 est une glycoprotéine transmembranaire appartenant à la superfamille des immunoglobulines, caractérisée par un seul domaine de type variable immunoglobuline (IgV) au niveau N-terminal, une tige d’environ 20 acides aminés séparant le domaine IgV de la membrane plasmique, un domaine transmembranaire et une queue cytoplasmique contenant des motifs de signalisation basés sur la tyrosine2. -L1, identifiée comme l’un des ligands de-1, est une protéine transmembranaire de type I caractérisée par une région transmembranaire, deux domaines extracellulaires - la constante d’immunoglobuline (IgC) et l’IgV - et un domaine cytoplasmique relativement court qui déclenche les voies de signalisation intracellulaires3. La voie inhibitrice-1/-L1 sert de point de contrôle immunitaire critique qui régule l’activation des lymphocytes T et l’auto-immunité4. -1 est exprimé sur les lymphocytes T, où il interagit avec-L1, inhibe la signalisation des récepteurs des lymphocytes T et bloque la stimulation des molécules CD28 et CD80 sur les cellules présentatrices d’antigène et les lymphocytes T5. Les tissus cancéreux exploitent ce mécanisme physiologique en surexprimant-L1 pendant la phase d’échappement, créant ainsi un environnement immunosuppresseur qui favorise la croissance etla progression tumorale6. Les inhibiteurs de-1 et de-L1 perturbent cette interaction, permettant au système immunitaire d’échapper à la suppression induite par la tumeur et de relancer le processus de mort des cellules tumorales médié par les lymphocytes T7.
S’appuyant sur le rôle prépondérant des thérapies de blocage des points de contrôle immunitaires, le développement d’inhibiteurs de-1/-L1 a marqué une avancée significative dans l’immunothérapie du cancer. La Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a approuvé neuf inhibiteurs de point de contrôle immunitaire qui ciblent spécifiquement la voie-1/-L1. Il s’agit notamment de six inhibiteurs de-1 - pembrolizumab, dostarlimab, nivolumab, cemiplimab, oripalimab et tislelizumab - et de trois inhibiteurs de-L1 - atezolizumab, avelumab et durvalumab 8,9. Ces thérapies ont été efficacement utilisées pour traiter une variété de cancers, tels que le mélanome, le cancer du poumon, le cancer urothélial, le cancer du col de l’utérus, le cancer gastrique ou gastro-œsophagien et d’autres tumeurs solides10. Malgré leur efficacité, les traitements à base d’anticorps monoclonaux se heurtent à d’importantes limites, notamment de faibles taux de réponse, des coûts élevés, des demi-vies prolongées, des effets indésirables graves liés au système immunitaire et des restrictions à l’administration intraveineuse ou sous-cutanée 11,12,13. Par conséquent, la recherche se concentre de plus en plus sur le développement de petites molécules inhibitrices ciblant l’axe-1/-L1. Ces petites molécules offrent des avantages distincts, tels qu’une meilleure pénétration cellulaire, la modulation de diverses cibles biologiques, une biodisponibilité orale accrue et des coûts réduits, dans le but d’obtenir des résultats thérapeutiques comparables avec moins d’effets indésirables14. Cependant, le développement d’inhibiteurs de petites molécules ciblant l’interaction-1/-L1 n’en est qu’à ses débuts, principalement en raison de l’absence d’une plateforme de criblage fiable à haut débit. De telles plateformes sont essentielles pour évaluer rapidement de vastes bibliothèques de petites molécules et identifier les principaux composés en vue d’une validation et d’une optimisation plus poussées. Il est essentiel de surmonter ce défi pour faire progresser l’immunothérapie du cancer.
La technologie de résonance plasmonique de surface (SPR) est largement utilisée dans la détection de diverses biomolécules, y compris les antigènes d’anticorps, les enzymes, les acides nucléiques et les médicaments, et est particulièrement efficace dans le criblage de petites molécules15,16. Contrairement à d’autres techniques biophysiques, la SPR offre une détection sans marquage, des données cinétiques en temps réel et une large plage de détection. En revanche, la titration calorimétrie isotherme manque d’informations cinétiques en temps réel et nécessite des volumes d’échantillons plus importants, ce qui limite le débit. La thermophorèse à l’échelle microscopique est sujette aux interférences de tampon et ne peut pas fournir de données cinétiques, tandis que l’interférométrie de biocouche présente des limites spécifiques à l’application en fonction de la taille et des propriétés moléculaires. La fluorescence homogène résolue dans le temps nécessite un marquage et est sensible aux interférences fluorescentes. Nous reconnaissons que le HTRF est une autre technologie appropriée pour explorer les inhibiteurs de-1/-L1. L’une des limites inhérentes à la HTRF, par rapport à la SPR, est l’extinction de la fluorescence causée par des interactions externes avec le processus d’excitation intramoléculaire (par exemple, le transfert d’électrons, le FRET et le blanchiment), la sensibilité est trop faible dans le processus de criblage de médicaments en raison de la petite plage fenêtre et de l’interférence des composés de la bibliothèque fluorescente ou des protéines biologiques17. Ces caractéristiques positionnent la SPR comme un outil supérieur pour la découverte de médicaments. Nos études précédentes ont démontré que la SPR est capable de déterminer l’effet de blocage de petites molécules contre-1/-L1, ce qui est avantageux par rapport à d’autres techniques qui nécessitent des exigences élevées en matière de technologie de marquage, plusieurs étapes, une faible spécificité et un coût élevé dans le processus de découverte de médicaments18.
Cette étude présente une plate-forme optimisée basée sur la SPR, intégrant un processus de couplage en deux étapes qui utilise à la fois le couplage des amines et de la bio-streptavidine pour améliorer l’orientation de-1 sur la puce et minimiser l’utilisation de protéines. Cette approche mise à jour a été validée avec succès en utilisant l’inhibiteur de-1/-L1 BMS-1166 comme liant de contrôle positif, démontrant des effets de blocage comparables à la fois à notre méthode SPR précédente et à d’autres techniques établies telles que ELISA19,20. Cela confirme non seulement la fiabilité et la reproductibilité de notre protocole, mais illustre également l’efficacité de notre plateforme modifiée pour faciliter le criblage à haut débit des inhibiteurs de-1/-L1. L’incorporation de l’étape de capture de la bio-streptavidine permet une orientation protéique dirigée vers le site plutôt que de manière aléatoire, ce qui permet de réduire la concentration de-1 (40 μg/mL contre 10 μg/mL) et de réaliser des économies en permettant à l’utilisateur final d’immobiliser la streptavidine (SA) sur une puce CM5, une alternative moins coûteuse aux puces SA pré-immobilisées commercialisées. Cela le rend avantageux pour les criblages à grande échelle et rentables de banques de composés/peptides. Bien que des méthodes de caractérisation supplémentaires, y compris des essais in silico, in vitro et in vivo, soient essentielles pour évaluer le potentiel clinique des inhibiteurs de-1/-L1 contre le cancer, notre plateforme de dépistage améliorée basée sur la SPR se distingue comme un outil efficace pour le dépistage à grande échelle des inhibiteurs de-1/-L1.