Études in vitro et in vivo de plantes

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 14146 (2023) Citer cet article

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Les inhibiteurs de points de contrôle immunitaires constituent une classe bien connue de médicaments immunothérapeutiques utilisés pour le traitement efficace de plusieurs cancers. L'atezolizumab (Tecentriq) a été le premier anticorps à cibler le point de contrôle immunitaire PD-L1 et fait désormais partie des thérapies anticancéreuses les plus couramment utilisées. Cependant, cet anticorps anti-PD-L1 est produit dans des cellules de mammifères avec des coûts de fabrication élevés, ce qui limite l'accès des patients atteints de cancer au traitement par anticorps. Le système d’expression végétale est une autre plate-forme qui peut être utilisée, car ils peuvent synthétiser des glycoprotéines complexes, sont rapidement évolutifs et relativement rentables. Ici, l'atezolizumab a été produit de manière transitoire chez Nicotiana benthamiana et a démontré un niveau d'expression élevé dans les 4 à 6 jours suivant l'infiltration. Après purification par chromatographie d'affinité, l'Atezolizumab purifié produit par la plante a été comparé à Tecentriq et a montré l'absence de glycosylation. De plus, l'Atezolizumab produit à partir de plantes pourrait se lier à PD-L1 avec une affinité comparable à celle de Tecentriq en ELISA. L’activité inhibitrice de la croissance tumorale de l’atezolizumab produit à partir de plantes chez la souris s’est également révélée similaire à celle du Tecentriq. Ces résultats confirment la capacité de l'usine à servir de plate-forme de production efficace d'anticorps immunothérapeutiques et suggèrent qu'elle pourrait être utilisée pour réduire le coût des produits anticancéreux existants.

Le cancer est une maladie qui survient lorsque les cellules tumorales se développent de manière incontrôlable et se propagent à d’autres parties du corps. Depuis lors, elle est devenue l’une des principales causes de décès chez l’homme, avec l’impact le plus important dans les pays en développement1,2. Le cancer est traité à l’aide de diverses méthodes, notamment la chirurgie, la chimiothérapie, la radiothérapie et l’immunothérapie3. Les traitements immunothérapeutiques aident le système immunitaire à combattre le cancer. Les inhibiteurs de points de contrôle immunitaires (ICI), la thérapie adoptive de transfert cellulaire et les vaccins contre le cancer comptent parmi les principales immunothérapies utilisées pour traiter le cancer4.

Les ICI sont des anticorps monoclonaux (mAb) qui ciblent et bloquent les points de contrôle immunitaires inhibiteurs tels que, sans s'y limiter, PD-1, PD-L1 et CTLA-45,6,7. La liaison de PD-1 sur les cellules T et de PD-L1 sur les cellules cancéreuses, par exemple, inhibe la destruction des cellules cancéreuses par les cellules T. Lorsque la liaison PD-1/PD-L1 est bloquée par un ICI, les cellules T peuvent tuer les cellules cancéreuses, profitant des propres cellules immunitaires de l'organisme pour attaquer les cellules tumorales4. Les ICI seuls ou en combinaison avec d’autres options de traitement du cancer ont obtenu un succès significatif en tant que traitement standard dans plusieurs indications du cancer8,9,10,11. À ce jour, la FDA a approuvé sept ICI commerciaux12. Cependant, en raison du coût croissant de ces traitements contre le cancer, les patients y ont un accès limité13,14.

Les protéines recombinantes destinées à l’usage humain sont d’un coût prohibitif en raison du coût de fabrication élevé. Par rapport à d’autres plateformes de production, la plateforme végétale présente de nombreux avantages, notamment une production plus rapide en cas d’expression transitoire15, une évolutivité16, des coûts de production en amont inférieurs à ceux des cellules de mammifères17,18 et un risque moindre de contamination par des agents pathogènes humains19. Les plantes sont également capables de modifications post-traductionnelles, nécessaires aux protéines complexes comme les mAbs20. Des recherches antérieures ont démontré les capacités de la plateforme végétale à produire des mAb recombinants contre Ebola21, la rage22 et des applications en oncologie23,24,25.

Dans cette étude, la plateforme végétale a été utilisée pour produire un mAb anti-PD-L1 et déterminer son activité. L'atezolizumab purifié produit à partir de plantes a été caractérisé par SDS-PAGE et Western blot et son activité a été comparée à celle du mAb anti-PD-L1 commercial (Tecentriq). Les résultats ont montré que l’Atezolizumab produit par la plante était légèrement plus grand que le Tecentriq. En termes d’analyse fonctionnelle, l’atezolizumab produit par la plante a démontré des résultats similaires en matière de liaison à huPD-L1 in vitro et de réduction du poids et du volume de la tumeur chez la souris in vivo. Nos données confirment que le système végétal peut produire des protéines biologiquement actives dotées de fonctions similaires à celles d’autres plateformes bien établies. Plus important encore, cette plateforme a le potentiel de réduire les coûts associés au processus en amont de production de médicaments, augmentant ainsi l’accès des patients aux traitements biologiques.