Laboratoire des glycoprotéines thérapeutiques et des vaccins polysaccharidiques

Glycobiologie et glycoprotéines thérapeutiques

Les glycoprotéines sont les ingrédients actifs de la plupart des produits biologiques. Les recherches sur la glycobiologie et les glycoprotéines effectuées au Centre d'évaluation des vaccins aident à fournir de nouveaux renseignements et outils pour étudier les produits biologiques.

 

Pourquoi nous étudions les glycoprotéines

La plupart des produits biologiques thérapeutiques sont des glycoprotéines, c’est-à-dire des protéines auxquelles sont fixés des glucides. Ces « chaînes de sucre », connues sous le nom de glycanes, sont liées aux protéines à des sites spécifiques. La taille des glycanes va des monosaccharides (sucres simples) aux oligosaccharides plus volumineux, qui sont formés de monosaccharides. Ils sont considérablement différents les uns des autres en fonction de nombreux facteurs.

En raison de cette hétérogénéité, il existe différentes glycoformes d’une même protéine. Chaque glycoforme peut posséder des propriétés biophysiques et des activités biologiques différentes. Différentes glycoformes peuvent également être utilisées comme marqueurs de certains états physiologiques et pathologiques.

La glycosylation d’une glycoprotéine peut avoir un effet sur les éléments suivants :

  • repliement et structure moléculaire finale de la protéine;
  • solubilité, stabilité et résistance à la dégradation;
  • transport (intérieur/extérieur de la cellule), biodistribution;
  • vitesse d’élimination / temps de circulation;
  • immunogénicité, antigénicité;
  • activité spécifique.

 

Comment nous étudions la glycobiologie et les glycoprotéines thérapeutiques

Dans notre laboratoire, au Centre d'évaluation des vaccins, nous abordons des questions concernant la glycosylation des glycoprotéines thérapeutiques. Nous nous employons à fournir de nouvelles connaissances et de nouveaux outils qui nous aideront à analyser l'efficacité et l'innocuité des glycoprotéines thérapeutiques. Grâce à nos recherches, nous aidons :

  • à caractériser les glycanes liés à une glycoprotéine donnée;
  • à comprendre les liens entre le profil et la fonction des glycoformes et d'une glycoprotéine donnée;
  • à évaluer l'efficacité des glycoprotéines d'après le profil de leurs glycoformes;
  • à surveiller et à comparer les différents lots d'une même glycoprotéine ou de glycoprotéines semblables;
  • à examiner les méthodes qui pourraient nous aider à contrôler le profil ou l'hétérogénéité des glycanes pendant la production.

 

Concepts et outils utilisés pour étudier la glycobiologie et les glycoprotéines thérapeutiques

Les glycanes sont des polymères de monosaccharides. Chez les mammifères, leur taille peut aller d'un seul monosaccharide à des oligosaccharides renfermant plus de 20 unités de monosaccharide. Les monosaccharides communément présents dans les glycoprotéines des mammifères sont les six sucres neutres, en plus de la famille des acides sialiques chargés négativement.

Les monosaccharides des glycanes se lient les uns aux autres par le biais de liaisons glycosidiques entre le groupe hydroxyle (OH) anomérique ou réducteur d'une unité monosaccharidique et le groupe hydroxyle d'un autre monosaccharide. Les oligosaccharides présentent un potentiel énorme de diversité structurelle, qui découle des éléments suivants :

  • identité et séquence des constituants monosaccharidiques;
  • configuration anomérique des liaisons glycosidiques (alpha, α ou bêta, β);
  • positions de liaison des liens glycosidiques (lequel des groupes hydroxiles);
  • type et degré de ramification des glycanes (nombre d'« antennes »).

La glycosylation est la modification la plus courante que subissent les protéines après leur synthèse dans la cellule, et environ 70 % des protéines sont des glycoprotéines. Les deux types de liaisons les plus fréquentes entre les glycanes et les protéines sont la liaison Nglycosidique et la liaison Oglycosidique.

La séparation et l'analyse des glycanes séparés des glycoprotéines est souvent effectuée au moyen de diverses méthodes chromatographiques telles que la chromatographie échangeuse d'anions à pH élevé (HPAE, high-pH anion-exchange) et la chromatographie liquide à haute performance (CLHP). Les glycanes à l'état naturel et les glycanes modifiés chimiquement peuvent être détectés à l'aide de méthodes de détection électrochimique et de méthodes par fluorescence.

 

Point saillant de la recherche 1 : Glycosylation des anticorps et répercussions sur leur fonction

Les anticorps sont largement utilisés pour le diagnosticque, la détection par imagerie et le traitement d'un large éventail de maladies. Ils sont des glycoprotéines dont les glycanes sont fixés à un acide aminé spécifique et totalement conservé.

Leur état de glycosylation affecte leur structure et leur fonction, et par conséquent leur efficacité et leur innocuité. Dans notre laboratoire, nous effectuons des études de glycosylation sur les anticorps monoclonaux offerts sur le marché et sur d'autres produits d'immunoglobulines.

Nous travaillons à :

  • mieux évaluer les variations d'un même produit d'immunoglobulines et entre différents produits d'immunoglobulines. Nous voulons comprendre les différences fonctionnelles d'un produit à l'autre que ces variations peuvent causer. Par la suite, nous élargirons l'étude de glycosylation de manière à inclure des comparaisons entre d'autres glycoprotéines thérapeutiques, par exemple les produits reliés aux anticorps, les hormones, les enzymes et d'autres produits biologiques.

 

Point saillant de la recherche 2 : Glycoanalyse des vaccins antiméningococciques

De nombreux vaccins contre les infections bactériennes se composent de polysaccharides purifiés qui sont dérivés des capsules bactériennes des espèces et des souches cibles. L'efficacité et l'innocuité de ces vaccins dépend de l'identité, de la pureté et de la quantité de chaque composant polysaccharidique.

Les composants actifs de la plupart des vaccins contre Neisseria meningitidis sont des polysaccharides représentant jusqu'à quatre sérotypes appelés ACYW qui sont dérivés de la capsule bactérienne de différentes souches.

Nous travaillons à:

  • élaborer des techniques d'analyse et de dosage des polysaccharides qui entrent dans la composition des vaccins antiméningococciques. Ces techniques sont essentielles pour évaluer l'efficacité et l'innocuité des vaccins.

 

Pour des renseignements au sujet du chercheur scientifique responsable de ce laboratoire, veuillez visiter son profil dans le Répertoire des scientifiques et des professionnels

 

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