De part, leur implication dans la prolifération cellulaire, l'invasion et leur surexpression dans de nombreux cancers, les récepteurs à tyrosine kinase de la famille HER constituent des cibles de choix en oncologie. Parmi ces récepteurs, le récepteur HER3 semble pertinent car il est impliqué dans la tumorigenèse de nombreux cancers (sein, ovaire, pancréas, mélanome…) et il est associé à un mauvais pronostic. De plus, la surexpression du récepteur HER3 est souvent associée à l'apparition de résistance aux thérapies ciblées. Nous avons sélectionné plusieurs anticorps anti-HER3 humains et murins respectivement par « phage display » et fusion cellulaire. Ces derniers reconnaissent spécifiqument le récepteur HER3. Parmi les nombreux anticorps découvert, nous avons sélectionné un anticorps anti-HER3 humain H4B-121 et 2 anticorps anti-HER3 murins 9F7-F11 et 16D3-C1. Ces derniers ont la capacité à faire régresser des tumeurs épidermoide, pancréatique et triple négative chez la souris, en présence ou en abscence de neuréguline et indépendamment du status HER2 et P53/PTEN. Cette inhibition est possible grâce à un blocage du cycle cellulaire en phase G1, une inhibition de la prolifération ainsi qu'une induction de l'apoptose. Ces trois anticorps sont capables de bloquer l'hétérodimérisation des récepteurs HER2/HER3 ainsi que la phosphorylation du récepteur HER3. Ils sont aussi capables d'inhiber la phosphorylation de la protéine AKT ainsi que de ses cibles (MDM2, FOXO et XIAP). De plus, nous avons montré que nos anticorps sont capables de lyser les cellules tumorales par ADCC (Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity). Cette étude démontre que ces anticorps anti-HER3 représentent une nouvelle thérapie pour les cancers du pancréas et du sein triple négatif. / Due to their implication in the cellular proliferation, the invasion and their surexpression in numerous cancers, the tyrosine kinase receptors of HER family constitute one of the best targets in oncology. Within this family, the human epidermal growth factor receptor 3 (HER3) plays a role in tumorigenesis of different cancers (Breast, melanoma, pancreas and ovary). This receptor is implicated in drug resistance and he is over expressed in cancers that are not eligible for the currently approved targeted therapies. To this end, we generated specific antibodies (Abs) against domain 1 (D1) and domain 3 (D3) of HER3 that recognize epitopes that do not overlap with the neuregulin-binding site. The fully human H4B-121 Ab and the mouse monoclonal Abs 16D3-C1 and 9F7-F11 inhibited tumor growth in nude mice xenografted with epidermoid, pancreatic, or triple-negative breast cancer cells independently of NRG addiction, HER2 status and p53/PTEN mutations. The combination of one anti-HER3 Ab and trastuzumab improved tumor growth inhibition in mice xenografted with HER2(low) cancer cell lines, for which trastuzumab alone shows no or moderate efficiency. Ab-induced disruption of tumor growth was associated with G1 cell cycle arrest, proliferation inhibition, and apoptosis of cancer cells. Anti-HER3 Abs blocked HER2/HER3 heterodimerization and HER3 phosphorylation at the cell membrane, leading to inhibition of phosphorylation of the downstream AKT targets murine double minute 2, X-linked inhibitor of apoptosis, and forkhead box O1. Anti-HER3 Abs can also induice antibody dependant cell-mediated cytotoxicity. This study demonstrates that anti-HER3 D1 and D3 Abs could represent a new option for immunotherapy of pancreatic and triple-negative breast cancers.

Les anticorps thérapeutiques sont des molécules de choix pour le traitement standard de nombreuses formes de cancers. Leur application est à ce jour restreinte au compartiment extracellulaire à cause de leur taille trop importante qui les empêche de traverser la membrane cellulaire. Comme la plupart des cibles thérapeutiques du cancer semblent être situées dans le milieu intracellulaire, ce serait un plus de pouvoir exploiter les propriétés des anticorps dans les cellules pour étudier et perturber l’activité de ces cibles. Néanmoins, l’utilisation des anticorps dans le milieu intracellulaire constitue un véritable challenge, notamment à cause de la membrane cellulaire et de l’environnement réducteur du cytoplasme. L’ensemble des travaux de thèse présentés dans ce manuscrit ont permis d’établir les bases de plusieurs stratégies innovantes d’immunociblage intracellulaire et de mettre en lumière l’importance des différentes étapes de validation d’anticorps ou de fragments dérivés utilisés comme anticorps intracellulaires. La vectorisation d’anticorps complets par électroporation, le développement d’un intracorps bispécifique original anti-PCNA et la mise au point d’une méthode de mutagenèse inspirée de l’hypermutation somatique constituent les principales avancées apportées par ce travail dans le domaine de la recherche technologique en immuno biotechnologie. / Therapeutic antibodies are interesting molecules used to treat numerous pathologies such as cancer. Because of their size, their application is currently limited to the extracellular space. Indeed, antibodies cannot cross the cell membrane. Almost all therapeutic targets in cancer seem to be located inside cells, it would be beneficial to take advantage of antibodies in cells in order to neutralize the activity of these targets. The use of antibodies inside the cells is a real challenge, because of the cell membrane and the reducing environment of the cytoplasm. Several strategies of intracellular immunotargeting are presented in this thesis.