Les virus adéno-associés (AAVs) sont des virus à ADN simple brin, nonenveloppés, considérés comme des candidats de choix pour la thérapie génique. Pour augmenter les chances de succès des thérapies géniques basées sur l’AAV, des efforts sont actuellement faits pour développer de nouvelles capsides virales, qui seraient plus résistantes à l’immunité préexistante, plus spécifiques de certains tissus, et compatibles avec une production à grande échelle. L’un des défis posés par le développement de nouveaux vecteurs consiste à comprendre comment conférer de nouvelles fonctions biologiques aux capsides d’AAVs, sans compromettre leur intégrité structurale. Pour ce faire, il est nécessaire d’améliorer notre compréhension des mécanismes gouvernant la métastabilité des capsides d’AAVs. L’objectif de cette thèse était d’étudier la thermostabilité des AAVs, ses liens avec leurs propriétés biologiques, ainsi que ses applications dans le domaine du contrôle qualité des préparations d’AAVs recombinants Dans un premier temps, nous étendons les travaux existants à l’étude de virus AAVs ancestraux (AncAAVs), reconstruits in silico. Nous montrons que Anc80, l’ancêtre commun prédit d’AAV1, 2, 8 et 9, est plus thermostable que ses descendants (ΔT = 15-20°C). Nous identifions ensuite, par une analyse de type phénotype-phylogénie, 12 acides aminés jouant potentiellement un rôle important dans la stabilisation des capsides virales. Nous montrons ensuite que la thermostabilité des capsides d’AAVs, mesurée par fluorimétrie différentielle à balayage (DSF), est utile pour déterminer, à l’échelle protéique, l’identité des préparations de vecteurs viraux, une opération requise par les agences réglementaires. Pour finir, nous appliquons ce test d’identité à l’étude de l’homogénéité structurale des librairies d’AAVs. Ces travaux de thèse pourraient s’avérer utiles pour développement et le manufacturing de nouveaux AAVs recombinants pour la thérapie génique. / Adeno-associated virus (AAV) vectors have emerged as promising gene delivery vehicles for gene therapy. To improve the probability of success of AAV-based therapeutic strategies, efforts are currently being made to engineer novel capsids able to produce and purify well, escape pre-existing immunity, and target specific cell populations more efficiently. One challenge in AAV vector engineering is to understand how to confer new functions to the viral capsid without altering its structural integrity. To do so, there is a critical need to gain further knowledge on the mechanisms steering AAV capsid metastability. The objective of this thesis is to investigate the thermal stability of AAVs, its impact on AAV biology, and applications to quality control of AAV preparations. First, we extend existing thermal stability studies to in silico reconstructed ancestral AAV particles (AncAAVs), and show that, Anc80, the common putative ancestor of AAV1, 2, 8 and 9, is 15-20°C more thermostable than its contemporary homologs. Using phenotype-tophylogeny mapping, we also identify a set of 12 residues potentially playing a key role in capsid metastability. Second, we demonstrate that capsid thermal stability, as measured by Differential Scanning Fluorimetry (DSF), can be used for identification of AAV preparations at the protein level, a requirement of regulatory agencies. Last, we apply this identity assay to the study of capsid mosaic formation in AAV library preparations. This work will help guide the engineering and manufacturing of improved AAV vectors for gene therapy.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2018NANT1041 |
| Date | 14 December 2018 |
| Creators | Pacouret, Simon |
| Contributors | Nantes, Ayuso, Eduard, Vandenberghe, Luk H. |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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