Anticorps : une vue d’ensemble

En diagnostic, thérapie ou recherche, les anticorps sont utilisés partout. Mais que sont les anticorps et pourquoi en avons-nous besoin ?

Que sont les anticorps ?

Les anticorps sont des protéines produites par le système immunitaire lorsqu’un agent étranger tel que des bactéries, des virus ou des toxines entrent dans le corps. Le corps est capable de produire ces antigènes inoffensifs à travers des substances de défense (les anticorps) qui peuvent réagir à des intrus spécifiques (les antigènes). C’est cette capacité spécifique à se lier qui rend les anticorps si importants pour les diagnostics et la recherche.

Pourquoi avons-nous besoin des anticorps ?

Aujourd’hui, les anticorps sont utilisés pour de nombreuses applications. Les anticorps sont utilisés pour de nombreux processus de recherche, comme par exemple les transferts de western, les dosages radio-immunologiques ou ELISA. Les analyses immunochimiques, FACS et l’immunoprécipitation utilisent également les anticorps à des fins de détection. Les anticorps sont également utilisés dans les diagnostics médicaux et les thérapies de bien des manières :

• dans les tests VIH ;
• dans les tests de grossesse (tests de gonadotrophine humaine) ;
• dans les traitements de la sclérose en plaque (natalizumab) ;
• dans le traitement de l’ostéoporose (romosozumab) ;
• pour la prophylaxie des migraines (fremanezumab).

Quelle est la différence entre les anticorps polyclonaux et monoclonaux ?

Lors d’une réaction de défense normale, de nombreux anticorps (des anticorps polyclonaux) se forment en même temps contre le même antigène. Les anticorps polyclonaux travaillent toujours contre le même antigène mais se lient à de nombreux épitopes différents. Cette propriété peut être un avantage dans certaines applications comme le spectre de liaison peut donner un signal plus important qu’avec des anticorps monoclonaux. Cette spécificité de multi épitopes est un avantage, plus particulièrement quand de petites quantités de protéines sont détectées.

D’un autre côté, il peut arriver que des protéines aient des séquences très similaires et les anticorps ensuite ne se lient pas spécifiquement, ce qui mène à des réactions croisées non voulues. Heureusement, ce risque peut très bien être réduit avec une purification par affinité. De plus, les anticorps polyclonaux sont généralement peu chers.

Les anticorps monoclonaux, au contraire, sont hautement spécifiques et agissent seulement contre un seul épitope. Cela donne significativement moins de liaisons non spécifiques et moins de liaisons croisées ce qui les rend plus sensibles aux dosages qui nécessitent la quantification des protéines. Les anticorps monoclonaux sont plus chers à produire que les anticorps polyclonaux mais ont l’avantage de pouvoir être utilisés thérapeutiquement

Les anticorps monoclonaux sont souvent obtenus en immunisant une souris et doivent d’abord être optimisés grâce à l’ingénierie génétique pour que le corps ne les rejette pas. Les composantes provenant de la souris sont presque entièrement remplacées par des séquences humaines et un anticorps monoclonal humanisé est généré. En conséquence, ceci ne provoque plus de réaction immunitaire dans le corps humain et est principalement utilisé en thérapie des cancers. Et parce que le risque d’effets secondaires est habituellement beaucoup plus bas que la médication conventionnelle, ils sont considérés comme le futur de la médecine moderne.

Que sont les anticorps recombinants ?

Les anticorps recombinants sont produits artificiellement en utilisant l’ingénierie génétique. Ils sont considérés comme une évolution des anticorps polyclonaux et monoclonaux car leur production ne requiert pas de tests sur les animaux. Les anticorps recombinants sont exclusivement produits in vitro.

Se dispenser des animaux de laboratoire présente non seulement des avantages moraux bien accueillis mais assure aussi une meilleure reproductibilité et un meilleur contrôle. La procédure est donc complètement indépendante de la santé des animaux, de leur état immunitaire, et de l’efficacité du programme d’immunisation. Ceci élimine le problème des différentes puissances de signal dans différents lots de production, ce qui rend les résultats plus reproductibles.

Il est estimé que moins de 50% des anticorps utilisés à ce jour et disponibles commercialement sont spécifiques. Les anticorps recombinants, d’un autre côté, ont une séquence définie et sont donc mieux reproductibles. Ils peuvent être adaptés au niveau de la taille et de la forme et être changés structurellement, donc n’importe quels anticorps peuvent être accessibles. Contrairement aux anticorps monoclonaux et polyclonaux, la production artificielle est moins compliquée, donc les anticorps recombinants peuvent être créés contre les substances toxiques, pathogènes ou endogènes.

Jusqu’à présent, les anticorps recombinants ont été principalement utilisés dans la recherche en biologie structurelle, comme nanocorps pour stabiliser un complexe protéique, et en méthodes standard comme le transfert Western, en cytométrie en flux et immunochimie. Pendant ce temps, les anticorps recombinants sont aussi utilisés thérapeutiquement dans les traitements de sclérose en plaque, de l’asthme et de l’Alzheimer. Il y a également des études en cours sur les thérapies contre le cancer, le VIH et l’herpès simplex.

Que réserve l’avenir ?

Il y a des dizaines de milliers d’anticorps monoclonaux, et beaucoup plus d’anticorps polyclonaux, sur le marché aujourd’hui. Malheureusement, il y a seulement quelques milliers d’anticorps recombinants actuellement disponibles. Ces dernières années, cependant, les processus de fabrication ont été continuellement optimisés et les anticorps recombinants peuvent maintenant être fournis à un prix abordable en seulement quelques semaines. Dans un futur proche, bien plus d’anticorps recombinants seront disponibles et l’énorme potentiel de cette technologie sera ensuite exploité plus intensément.

Il semble que les anticorps recombinants soient réellement le futur. En 2014, le professeur Plückthun a publié un article dans le journal Nature dans lequel il résume parfaitement la situation : « Il n’y a pas de réelles alternatives à la technologie de l’ADN recombinant ».

Références : 
A. Bradbury, A. Plückthun and 110 co-signatories. Standardize antibodies used in research, Nature, 4. Februar, 2014.
http://nature.com/articles/doi:10.1038/518027a