Notre laboratoire a développé une stratégie d'isolement de fragments d'anticorps recombinants à partir de primates non humains (Macaca fascicularis) immunisés, en utilisant la technologie des phages. Dans le cadre de cette thèse, une comparaison des séquences d'anticorps de macaques (Macaca Mulatta) et d'anticorps humains a toutefois montré que les anticorps des deux espèces présentent des différences qui rendent souhaitable une étape d'humanisation des anticorps de macaques. Cette stratégie a été utilisée dans le cadre du projet Européen AntiBotABE (www.antibotabe.com) et l'étape de criblage a été adaptée pour isoler des scFv neutralisant de façon croisée les toxines botuliques BoNT/B des sous-types B1 et B2, en utilisant séquentiellement l'holotoxine BoNT/B1 et un fragment recombinant représentant la région C-terminale de la chaîne lourde de BoNT/B2. Le meilleur scFv ciblant les régions C-terminales des chaînes lourdes de BoNT/B1 et BoNT/B2, B2-7, a montré une bonne capacité de neutralisation de BoNT/B1 et BoNT/B2 dans le test ex vivo de paralysie hémidiaphragmatique. Les régions charpentes du scFv B2-7 ont un pourcentage d'identité élevé (80 %) avec leurs homologues humains. Des scFv neutralisant BoNT/A1 en ciblant sa chaîne légère ont aussi été isolés, dont le scFv le plus efficace, 2H8, induit une diminution de 50% de l'activité endopeptidasique à une concentration correspondant à un rapport molaire 2H8/BoNT/A1 de 64000. Les régions charpentes de 2H8 ont également un pourcentage d'identité élevée (88%) avec leurs homologues humains. La versatilité de cette stratégie en fait un outil permettant l'isolement de nombreux autres fragments d'anticorps à visée thérapeutique. / Our laboratory has developed a strategy to isolate recombinant antibody fragments technology from immunized non human primates (Macaca fascicularis) by phage display. In the course of the present thesis, a comparison between macaque (Macaca mulatta) and human antibody sequences has demonstrated that antibodies of the two species are different. This difference makes the humanization of macaque antibodies desirable. The strategy was used in the framework of the European AntiBotABE project, and the screening was adapted to isolate antibody fragments cross neutralizing the B1 and B2 subtypes of botulinum B neurotoxin, by using sequentially the holotoxin BoNT/B1 and a recombinant fragment representing the C-terminal region of the heavy chain of BoNTB2. The best scFv targeting the C-terminal region of BoNT/B1 and BoNTB2 heavy chains, B2-7, demonstrated a high capacity to neutralize BoNT/B1 and BoNT/B2 in the ex vivo hemidiaphragmatic assay. A high identity (80%) between the framework regions of B2-7 and their human homologs was observed. ScFvs neutralizing BoNT/A1 by targeting its light chain were also isolated and among them, the scFv 2H8 induced a decrease of 50% in the endopeptidase activity at a concentration corresponding to a molar ratio of 2H8/BoNT/A1 of 64000. A high identity (88%) between the framework regions of 2H8 and their human homologs was also observed. Our strategy can be used to isolate other therapeutic antibody fragments.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-24 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A paracoccidioidomicose (PCM) é uma doença sistêmica de caráter granulomatoso, prevalente na América do Sul, causada pelo fungo termodimórfico Paracoccidioides brasiliensis. O fungo apresenta estrutura complexa de proteínas e glicoproteínas e dentre esses componentes, alguns estão envolvidos na patogenicidade da doença. A recuperação da virulência de isolados por meio de passagem in vivo foi realizada com sucesso em nosso laboratório. Os isolados Pb18 atenuado e virulento foram analisados sob diversos ângulos para confirmação dessa modificação. Os resultados de curva de sobrevida, recuperação de CFU de órgão e histologia, mostraram claramente as diferenças no padrão de patogenicidade desses dois isolados. Outras características também foram avaliadas como morfometria, padrão de crescimento e ultraestrutura celular. Análises de expressão gênica diferencial apontaram um perfil de regulação positiva para genes relacionados ao metabolismo de proteínas, de lipídeos e aminoácidos. Algumas moléculas anteriormente descritas como putativos fatores de virulência foram moduladas positivamante, entre as quais podemos citar a calmodulina, proteína kex-like e hsp70. Entretanto, ainda pouco se sabe sobre estes fatores virulência para maioria dos fungos dimórficos, entre eles o P.brasiliensis. Várias técnicas têm sido utilizadas, sem sucesso, para caracterização destas moléculas. Utilizando a metodologia de Phage display, foram selecionados três fagos que se ligam preferencialmente ao isolado Pb18 virulento. Por meio de ensaio de ligação, o fago p04 foi capaz de distinguir graus de virulência de outros quatro isolados. As imagens obtidas por microscopia confocal mostraram que o pep04, acoplado a 6-FAM, foi internalizado somente por leveduras do isolado virulento. Imagens seriadas indicam marcação do meio intracelular, frequentemente associada ou co-localizada à marcação por DAPI. Estes resultados demonstraram que ambos, pep04 e p04, podem ser considerados biomarcadores de virulência na PCM. Para avaliar as consequências das interações destes biomarcadores com células fúngicas, foram realizados ensaios in vitro e in vivo. O fago p04 foi suficiente para impedir a implantação e disseminação do fungo. Além disso, foi capaz de reduzir o número de CFUs recuperadas de animais tratados com este fago, quando comparado ao controle (fago sem inserto). Experimentos in vitro utilizando o pep04 demostraram a atividade fungicida deste peptídeo contra, apenas, o isolado virulento. Desta foram, estes biomarcadores poderão ser utilizados tanto no diagnóstico, quanto na pratica clínica como adjuvante terapêutico. / Paracoccidioidomycosis (PCM) is a human systemic granulomatous disease, prevalent in South America, caused by a thermodimorphic fungus, Paracoccidioides brasiliensis. This fungus presents complex antigenic structure and some of these components have been related with its pathogenicity, of which little is known. The virulence recovery of isolates by passage in vivo was performed in our laboratory. Attenuated and virulent Pb18 isolates were analyzed from various angles to confirm this change. The results of the survival curve, the number of CFUs and histology, showed clear differences in pathogenicity pattern of these isolates. Other features were also evaluated as morphology, growth curve and cell ultrastructure. Analysis of differential gene expression profile showed positive regulation genes related to metabolisms of proteins, lipids and amino acids. Some molecules, previously described as putative virulence factors, were positive regulated, among which calmodulin, kex-like protein and Hsp70. However, the number of defined virulence factors for dimorphic fungal pathogens, up to now, is relatively small. Several techniques have unsuccessfully been employed to characterize these elusive antigenic structures. Using phage display methodology, three peptide-displaying phages that bound preferentially to virulent isolates of P. brasiliensis were selected. By binding assay, p04 phage distinguished predefined degrees of virulence of isolates. Using confocal microscopy, the homologue synthetic peptide (pep04), labeled with 6-FAM, was internalized by only virulent isolate yeast cells. Sequential optical section imaging indicated that the labeling was within the intracellular milieu and frequently close or overlapping DAPI staining. These results showed that both, phage p04 and pep04, can be considered as biomarkers of virulence in PCM since both bound to virulent P. brasiliensis. To evaluate the consequences of interactions between the biomarkers and fungal cells, in vitro and in vivo experiments were performed. The latter demonstrated that p04 phage was sufficient to prevent the implantation of the fungus in the lungs and its migration to spleen and liver. In addition, this phage reduced colony-forming units in the lungs of mice infected with P. brasiliensis as compared to controls. In vitro experiments showed that pep04 exhibited fungicidal activity only against virulent P. brasiliensis, leaving unaltered the growth of the attenuated isolate. Therefore, these biomarkers may be useful tools for prognosis in PCM and may be possibly used in the routine clinical practice as therapeutic drug adjuvants. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Em Leptospira interrogans algumas proteínas com capacidade de ligação aos componentes de matriz extracelular foram identificadas e, em sua maioria, são fatores de virulência. Phage display é considerada uma técnica poderosa na identificação de novos ligantes, inclusive de moléculas adesinas, importantes no primeiro estágio de infecção do hospedeiro. A técnica de shotgun phage display foi utilizada visando à obtenção de ligantes à células de mamíferos. Quatro bibliotecas, por inserção de fragmentos aleatórios obtidos por sonicação do DNA de L. interrogans nos fagomídeos pG8SAET (BBT1 e BBT2) e pG3DSS (BBT5 e BBT6), foram construídas. As bibliotecas BBT1 e BBT5 contém insertos maiores e as BBT2 e BBT6 contém insertos menores, com tamanhos médios de 1500 pb e 350 pb, respectivamente. Após ensaio de panning da BBT5 contra células de mamíferos e soro fetal bovino, as sequências de clones selecionados foram analisadas quanto a orientação correta e se a fusão estava em fase com a proteína pIII. As proteínas codificadas pelos genes LIC11719, LIC10769, LIC13143 e LIC12976 foram selecionadas com estas características. Os genes que codificam a LIC12976, LIC10768, LIC10769 e LIC13418, tiveram sua conservação avaliada em diferentes sorovares da espécie patogênica L. interrogans e no sorovar Patoc da espécie de vida livre L. biflexa. As proteínas LIC12976 (selecionada pela técnica de phage display) e LIC13418 (selecionada por ferramentas de bioinformática) tiveram suas sequências amplificadas por PCR, clonadas em pGEM T easy, subclonadas em vetor de expressão pAE e expressas na fração celular correspondente ao corpúsculo de inclusão em E. coli BL21 (DE3) Star pLysS e E. coli BL21 SI, respectivamente. Após renaturação e purificação destas proteínas por cromatografia de afinidade a metal bivalente, um grupo de cinco animais BALB/c fêmeas foi imunizado. Ambas as proteínas se mostraram imunogênicas com títulos dos soros policlonais 1:256000 e 1:512000, respectivamente. Em ensaio de Western Blot os soros foram específicos no reconhecimento das proteínas recombinantes e as proteínas nativas foram verificadas em extratos de sorovares patogênicos de L. interrogans. Em ensaios de adesão, as proteínas recombinantes aderiram às células A31, LLC-PK1 e Vero e especificamente à laminina. Em ensaios de interferência em células usando laminina houve um aumento da adesão das proteínas recombinantes, o que pode ser explicado pela ligação da laminina às células e uma maior ligação das LICs estudadas. Em ensaio de localização celular usando imunofluorescência e microscopia eletrônica, foi observado que ambas as proteínas se encontram na superfície da L. interrogans. No experimento de desafio animal, a LIC12976 e a LIC13418 não se mostraram protetoras. Este trabalho contribuiu para a identificação das novas adesinas LIC13418 e LIC12976 que podem participar da virulência de leptospiras patogênicas envolvendo a primeira etapa da infecção na interação patógeno-hospedeiro / In Leptospira interrogans, proteins capable to bind to extracellular matrix components have been identified and most of them are important virulence factors. Phage display is a powerful technique to identify new ligands, including adhesin molecules that are important in the first stage of host infection. A shotgun phage display technique was used in order to obtain cell ligands. Four libraries were constructed by inserting random fragments obtained by sonication of L. interrogans DNA into phagemids pG8SAET (BBT1 and BBT2) and pG3DSS (BBT5 and BBT6). The libraries BBT1 and BBT5 contain larger inserts and BBT2 and BBT6 contain smaller inserts, with 1500 bp and 350 bp average sizes, respectively. After panning of BBT5 against mammalian cells and bovine fetal serum, the sequences of selected clones were analyzed for correct orientation and fusion with pIII protein. The proteins encoded by genes LIC11719, LIC10769, LIC13143 and LIC12976 were selected. The genes LIC12976, LIC10768, LIC10769 and LIC13418 were evaluated for their conservation in different pathogenic serovars of L. interrogans and free-living L. biflexa serovar Patoc. Proteins LIC12976 (selected by phage display technique) and also LIC13418 that was selected by bioinformatic tools, were amplified by PCR, cloned into pGEM T easy, subcloned into expression vector pAE and expressed in cellular fraction corresponding to the inclusion body in E. coli BL21 (DE3) Star pLysS and E. coli BL21 SI, respectively. After protein renaturation protocol and purification by affinity chromatography, a group of five BALB/c mice was immunized with the purified proteins. Both proteins were shown to be immunogenic with 1:256000 and 1:512000 polyclonal sera titers, respectively. In Western blot the sera were specific to recognize recombinant proteins and native proteins were detected in pathogenic L. interrogans serovars extracts. In binding assays, recombinant proteins bind to A31, LLC-PK1 and Vero cells and specifically to laminin. In interference cell assay using laminin there was an increase of recombinant protein bindings, which can be explained by the laminin binding to cells and further binding of the recombinant LICs. In cellular localization assay using immunofluorescence and electron microscopy, it was observed that both are surface proteins of L. interrogans. In the animal challenge, the LIC12976 and LIC13418 were not protective. As a whole, this work contributed to the identification of LIC12976 and LIC13418 as new adhesins and they can participate in the virulence of pathogenic Leptospira in the first stage of host pathogen interaction.

Tie1 é um receptor tirosina quinase expresso em células endoteliais importante em angiogênese, formação de vasos sanguíneos a partir de vasos pré-existentes. Este receptor pertence a uma família pequena composta por apenas dois membros (Tie1 e Tie2) para os quais angiopoietinas foram identificadas como ligantes de Tie2. No entanto, Tie1 continua a ser um receptor órfão, sem ligantes identificados até o momento. Sendo assim, é difícil compreender completamente as propriedades biológicas de Tie1 e seus mecanismos moleculares em angiogênese sem um ligante identificado. Entretanto, como sugerido através de estudos de deleção gênica, este receptor é uma molécula essencial na angiogênese, apresentando um papel importante no desenvolvimento da vascularização da retina e desenvolvimento de tumores. O nosso objetivo foi estudar a participação do domínio extracelular de Tie1 na neovascularização e, no processo, identificar possíveis ligantes para este receptor. Através da tecnologia de phage display, identificamos um peptídeo específico e seletivo para Tie1, sugerindo a existência de um sítio de ligação único neste receptor. Mostramos que este peptídeo é capaz de inibir a proliferação de células endoteliais induzida por Ang1, um ligante bem caracterizado de Tie2 que também modula a atividade de Tie1. Além disso, também mostramos que este peptídeo inibe a angiogênese in vivo num modelo animal bastante relevante para estudo de doenças humanas, o modelo da retinopatia induzida por oxigênio. Uma vez que este peptídeo liga-se a um sítio único e seletivo para Tie1, hipotetizamos que o mesmo poderia mimetizar possíveis ligantes naturais deste receptor. Para identificá-los, proteínas com mimetopo cruzado com este peptídeo foram identificadas em extrato proteico de diferentes linhagens celulares. Tais proteínas são possíveis candidatos a interação com Tie1. Em resumo, demonstramos que o domínio extracelular de Tie1 é importante para a angiogênese patológica e identificamos proteínas como possíveis ligantes deste receptor, o que poderá contribuir para um melhor entendimento da participação de Tie1 na formação de vasos. O peptídeo aqui identificado poderá ser ainda uma ferramenta útil para o desenvolvimento de novas terapias anti-angiogênicas com importantes aplicações à saúde humana. / Tie1 is a tyrosine kinase receptor expressed by endothelial cells and important in angiogenesis, the formation of new blood vessels from pre-existing ones. This receptor belongs to a small family of receptors composed of two members only (Tie1 and Tie2) to which angiopoietins have been identified as ligands for Tie2. On the other hand, Tie1 is still an orphan receptor with no ligand identified to date. Thus, it is difficult to assess Tie1 mechanism of action in neovascularization without a known ligand. Nevertheless, gene deletion studies have shown that Tie1 is essential in angiogenesis, and plays an important role in retinal and tumoral vascularization. The aim of our study was to evaluate the participation of Tie1 extracellular domain in angiogenesis, and in the process, to identify putative ligands for this receptor. Utilizing phage display, we have identified and characterized a Tie1 specific and selective ligand peptide, which suggests the existence of a binding site unique to this receptor and not shared by other family members. We show that this peptide prevents endothelial cells proliferation, induced by angiopoetin-1, a ligand for Tie2 but which also modulates Tie1 activity. Using a well-accepted mouse model for human diseases, the oxygen induced retinopathy model, we show that this peptide inhibits angiogenesis in vivo. Since this peptide maps to a unique binding site in Tie1, we hypothesized that it might mimic a natural ligand for this receptor. To identify them, proteins with cross reactive epitopes with an anti-peptide sera were identified by proteomic approaches. These proteins are thus possible ligands for Tie1. In summary, we have shown that Tie1 extracellular domain is important in angiogenesis and we have identified putative ligand for this receptor, which might contribute to a better understanding of the molecular mechanisms associated with Tie1 in blood vessel formation. The peptide here characterized may also be an important tool for the development of novel anti-angiogenesis therapeutic approaches for disesase with an angiogenic component.

Angiogênese é a formação de novos vasos sanguíneos a partir de vasos já existentes e é importante em processos fisiológicos, que em adultos é restrita ao reparo tecidual e ao ciclo reprodutivo feminino. Entretanto, doenças, como câncer ou retinopatias, induzem a formação da angiogênese patológica, necessária para a progressão destas patologias. Anticorpos monoclonais constituem uma das classes de biofármacos que mais cresce e com impacto importante nas doenças dependentes de angiogênese. Entre as diversas metodologias para a identificação de anticorpos monoclonais contra alvos terapêuticos, está o phage display. Por causa do fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) ser o principal fator responsável pela formação de novos vasos, o principal biofármaco anti-angiogênico disponível na clínica atualmente é um anticorpo monoclonal (bevacizumab) direcionadas contra o VEGF. Embora terapias anti-VEGF sejam eficazes, ainda não são ideais devido a efeitos colaterais indesejados e a resistência medicamentosa. Novas alternativas são necessárias a fim de aperfeiçoar as terapias angiogênicas. O objetivo do nosso estudo é identificar novos alvos moleculares e desenvolver novos agentes terapêuticos para doenças dependentes de angiogênese. Para atingirmos nossa meta escolhemos o sistema de phage display para selecionarmos anticorpos com propriedades angiogênicas. Uma biblioteca de de anticorpos foi desenvolvida em nosso laboratório, dirigida contra a molécula VEGF, em particular uma de suas isoformas. Os animais imunizados desenvolveram anticorpos específicos, detectados por ELISA e Western-blot. A amplificação do pool de genes das cadeias leve e pesada de imunoglobulinas foi realizada para produzir os fragmentos single-chain (ScFv) que foram então clonados no vetor para a construção da biblioteca. A biblioteca de display de anticorpos ScFv será, portanto, analisada em plataformas angiogênicas para isolar anticorpos específicos contra isoformas de VEGF e novos marcadores moleculares de superfície celular expressos por células endoteliais ativadas. / Angiogenesis is the formation of new blood vessels from pre-existing ones and is an important physiological process, which in adults is mostly restricted to wound healing or the female reproductive cycle. However, different illnesses, such as cancer or retinopathies, induce the formation of pathological angiogenesis, necessary for disease progression. Monoclonal antibodies are one of the fastest growing class of biopharmaceuticals with important implications in angiogenesis dependent diseases. Among various methods for the identification of monoclonal antibodies against therapeutic targets is phage display technology. Because the vascular endothelial growth factor (VEGF) is the main molecular factor responsible for the formation of new blood vessels, the major anti-angiogenic drug available in the clinic today is a monoclonal antibody (bevacizumab) directed against VEGF. However, although anti-VEGF therapies are effective, they are not yet ideal due to undesirable side effects and drug resistance. Novel alternatives are necessary to improve on angiogenic therapies. The aim of our study is to identify novel molecular targets and to develop new therapeutic agents for angiogenic dependent diseases. To achieve our goal we have chosen the phage display system in order to select for antibodies with angiogenic properties. An antibody phage library has been developed in our laboratory, directed against VEGF molecule, particularly one of it isoforms. The animals were immunized and developed specific antibodies, detected by ELISA and Western-blot. Amplification of the pool of light and heavy chain Ig genes was performed to produce the single chain (ScFv) fragments for library construction. The ScFv antibody display libraries will be then screened in angiogenic settings to isolate antibodies against specific VEGF isoforms and novel cell surface molecular markers expressed by activated human endothelial cells

Leptospirose é uma doença infecciosa emergente cujos agentes etiológicos são espécies patogênicas do gênero Leptospira. Leptospiras patogênicas possuem inúmeros genes específicos codificando proteínas com funções desconhecidas, sugerindo que as leptospiras apresentam fatores de virulência únicos. Adesinas bacterianas são importantes fatores de virulência e, assim, a identificação de adesinas conservadas em espécies patogênicas de Leptospira pela construção de bibliotecas genômicas expostas na superfície de bacteriófagos (shotgun phage display), seguida por seleção em células e/ou componentes da matriz extracelular (biopanning), pode revelar novos antígenos e alvos para o tratamento e prevenção da leptospirose. Bibliotecas foram construídas com o DNA genômico de L. interrogans fragmentado e o fagomídeo pG8SAET, sendo testadas algumas abordagens para clonagem como a ligação entre extremidades cegas (blunt-end) e técnicas baseadas em ligação entre extremidades coesivas, incluindo a obtenção de ORESTES e a utilização de adaptadores em grampo. Apesar de serem encontradas algumas limitações, a clonagem por ligação blunt-end se mostrou a mais eficiente para a construção de bibliotecas, sendo adotada para a construção de três bibliotecas em maior escala. A seleção de novas possíveis adesinas a partir das bibliotecas construídas foi realizada em células eucarióticas através da metodologia BRASIL. A primeira biblioteca (BBT1) exibiu 106 clones totais, a partir da qual foram selecionados quatro proteínas em fase apenas com a proteína VIII do fago (pVIII). No entanto, nenhuma delas seria exposta por programas de predição na bactéria. Outras duas bibliotecas foram construídas (BBT2 e BBT3), as quais obtiveram um número ideal de clones para uma ampla cobertura do genoma (>2x107 clones). Por apresentar maior proporção de clones válidos, a BBT2 foi utilizada para a seleção de adesinas, resultando em onze clones em fase com pVIII e/ou sequência sinal do fago. Análises por programas de predição revelaram três proteínas hipotéticas, denominadas LepA962, LepA069 e LepA388, as quais poderiam estar expostas ou ser secretadas pela bactéria, sugerindo uma possível função de adesina. O estudo da proteína LepA388 levou ao reconhecimento de outras doze proteínas semelhantes e pertencentes a uma família paráloga contendo um domínio denominado DUF_61, motivo de função desconhecida presente em proteínas compartilhadas somente entre as espécies patogênicas mais virulentas de Leptospira. Por esta razão, a proteína LepA388 foi a mais estudada. A clonagem de três porções da proteína (LepA388P, LepA388NR e LepA388F) para expressão heteróloga resultou em proteínas recombinantes insolúveis e, considerando a riqueza em resíduos de cisteína presente em sua estrutura, não foi possível renaturá-las adequadamente. Diante dos obstáculos encontrados, apenas a porção contendo a sequência apresentada pelo fago (LepA388P) foi utilizada para obtenção de antissoros em camundongos, os quais apresentaram altos títulos, demonstrando a alta imunogenicidade da proteína LepA388P. O reconhecimento de proteínas nativas da família paráloga DUF_61 em extratos de diferentes sorovares de Leptospira não foi observado, assim como sua expressão in vitro a partir de bactérias em diferentes condições de cultivo. Estudos adicionais sobre a expressão in vivo e funções dos membros desta família são necessários para uma compreensão mais ampla de seu papel na biologia de leptospiras e, possivelmente, na patogênese da leptospirose. / Leptospirosis is an emerging infectious disease whose etiologic agents are pathogenic species of the genus Leptospira. Pathogenic leptospires have countless specific genes encoding proteins with unknown functions, suggesting that leptospires have unique virulence factors. Bacterial adhesins are important virulence factors and so the identification of conserved adhesins in pathogenic Leptospira species from shotgun phage display libraries, followed by selection (biopanning) in cells and/or extracellular matrix components, can reveal new antigens and strategies for leptospirosis treatment and prevention. Libraries were constructed using fragmented genomic DNA from L. interrogans and pG8SAET phagemid vector. Cloning approaches included blunt-end ligation and techniques based in cohesive-end ligation, such as ORESTES strategy and hairpin linkers. Despite some limitations, cloning by blunt-end ligation was the most efficient for library construction, being adopted for the construction of three libraries on a larger scale. Selection of new possible adhesins was performed by biopanning of the libraries in eukaryotic cells through BRASIL methodology. The first library called BBT1 exhibited approximately 106 total clones, and its biopanning resulted in four proteins fused to phage protein VIII, but none of them were expected to be exposed by the bacteria. Other libraries were built (BBT2 and BBT3) which reached the expected number of clones to obtain a larger genome representation (> 2x107 clones). Since it showed the highest proportion of positive clones, BBT2 was selected to perform a second biopanning, resulting in eleven proteins fused to phage protein VIII and/or signal peptide. In silico analysis revealed three hypothetical proteins, named LepA962, LepA069 and LepA388, that would be exposed or secreted by the bacteria, suggesting a possible adhesin function. The study of LepA388 protein led to the recognition of twelve other similar proteins belonging to a paralogous family that contains a domain called DUF_61, domain of unknown function that is present in proteins shared only among the most virulent pathogenic species of Leptospira. For this reason, the LepA388 protein was the most studied. The cloning of three portions of the protein (LepA388P, LepA388NR and LepA388F) for heterologous expression resulted in insoluble recombinant proteins, and given the presence of many cysteine residues in its structure, it was not possible to renature them appropriately. In face of the imposed obstacles, only the portion containing the sequence presented by the bacteriophage (LepA388P) was used to obtain antisera in mice, which showed high titers, demonstrating the high immunogenicity of the protein LepA388P. Recognition of native DUF_61 paralogous family proteins in extracts from distinct Leptospira serovars was not observed, as well as its in vitro expression from bacteria cultured in different conditions. Additional studies on the in vivo expression and functions of members of this family are needed for a broader understanding of their role in leptospiral biology and possibly in the pathogenesis of leptospirosis.

Le cancer représente la second cause de décès au monde. Le développement de traitements innovants contre le cancer repose aujourd’hui sur l’identification de biomarqueurs des tumeurs et le développement de produits thérapeutiques capables de reconnaitre ces marqueurs de façon spécifique. Ces produits thérapeutiques de nouvelles générations ont le potentiel d’éliminer spécifiquement les cellules tumorales et donc de réduire les effets secondaires des traitements ainsi que les risques de rechute. Malheureusement, un certain nombre de patients ne peuvent bénéficier de ces traitements, du fait de l’absence de biomarqueurs connus à la surface de leur tumeur. Ce projet a ainsi pour ambition de développer de nouvelles thérapies ciblées en exploitant une nouvelle classe de biomarqueurs et ainsi de venir enrichir l’arsenal thérapeutique disponible pour le traitement des cancers. / Cancer is the second cause of death worldwide. Recent advance in cancer treatments involved the identification of cancer biomarkers and the development of efficient therapeutic products able to specifically recognize them. This new class of products has the ability to specifically target tumor cells, with the major advantages to decrease or abolish treatments side effects and relapses of the disease. Unfortunately, a certain number of patients do not respond to those treatments lacking the expression of those biomarkers on their tumor. This project aims at developing new targeted therapies by exploiting a new class of cancer biomarkers, which would potentially extend the therapeutics options against cancer.

No description available.

Phage display technology has emerged as the dominant approach in antibody engineering. Here I describe my work in developing a high-throughput method of reliably generating intracellular antibodies. In my first data chapter, I present the first known high-throughput pipeline for antibody-phage display libraries of synthetic diversity and I demonstrate how increasing the scale of both target production and library selection still results in the capture of antibodies to over 50% of targets. In my second data chapter, I present the construction and validation of a novel scFv-phage library that will serve as the first step in my proposed intrabody pipeline. Antibodies obtained from this library will be screened for functionality using a novel yeast-two-hybrid approach and have numerous downstream applications. This high-throughput pipeline is amenable to automation and can be scaled up to thousands of domains, resulting in the potential generation of many novel therapeutic reagents.

Peptide recognition domains (PRD) bind to short linear motifs on their biological partners and are found in several cellular pathways including those found to be critical in tumorigenesis. In this study, I aimed to generate peptide probes against PRDs present on proteins involved in ovarian cancer. Using bioinformatics, I identified 66 potential PRDs present on these proteins. I then used peptide phage display to successfully generate peptides against 27 of the 66 domains. To validate my results, I performed an extensive literature review and structural analysis. For several cases, the phage-display derived binding preferences are similar to previously reported studies. However, for a subset of domains, I identified non-canonical binding preferences that have not been reported previously in literature. The binding preferences obtained in this study can be used to design intracellular probes for studying the role of these PRDs in biological pathways important in ovarian cancer.