1. Anticorps thérapeutiques : immunogénicité et immunisation

2. Détection, quantification des ADA

Problématique du dosage des anticorps anti-biomédicaments (ADA)

Myriam Labalette, Institut d’Immunologie8 06 18

Séquences codantes des IgG :

Immunogénicité des IgG : les déterminants antigéniques naturels des IgG

Gènes Cγ1, Cγ2, Cγ3, Cγ4 � 4 isotypes (sous-classe) d’IgG � conséquences fonctionnelles

Déterminants antigéniques naturels :• polymorphisme génétique des régions constantes CH et CL : différents allotypes d’IgG

ex : pour les IgG1 : G1m (17,1), G1m(3,-1) , ….� surtout conséquences pharmacocinétiques, immunogénicité peu documentée

• séquences codantes pour les VH et VL intervenant ds la formation des CDR : chaque Ac a son propre idiotype� source principale d’immunogénicité d’un Ac thérapeutique

fixation FcRn

fixation C1q

CDRHypervariables

(interactionavec l’Ag)

liaison aux FcγR

(liaison CHγ1, CHγ2, CHγ3, CHγ4) � ½ vie longue

(G1 >>> G2 > G4)

(G1 >>> G2 > G4 � phagocytose/cytotoxicité)

motifs oligosaccharidiques

Cγ1, Cγ2, Cγ3, Cγ4

Progrès d’ingénierie, de production, de purification : humanisation, formats innovants d’Ac thérapeutiques- Conséquences pharmacocinétiques, pharmacodynamiques- Évolution de l’immunogénicité

lmmunogénicité des Ac thérapeutiques

Drugdifférents types d’ADA

fréquence et taux variables

Épitopes reconnus par SI

capacité et degré de réponse du SI

Conséquencesthérapeutiques ??

Immunogénicité ≠ 0

CDR de souris charpente humaine

CDR de souris charpente murine

CDR humainscharpente humaine

pas, peu, ou fortement immunogènes selon homologie avec VH/VK humains

Immunogénicité ≠ immunisa=on

régions CDR � idiotypesÉpitopes toujours potentiellement

immunogènes

résidus glycosyléspar systèmes non humains

Sites potentiellement immunogènes et spécificités des ADAs

Reconnaissance du peptidede liaison non humain

D’après Bendtzen K., Front Immunol, 2015

2 types épitopes murins :CDR et FR (charpente)

(Ac anti-souris)

Idiotopes humains présentssur/dans

le site de liaison au TNFAllotopes humains

Néoépitopes formés par agrégation d’Ac thérapeutiquesrésidus glycosylés

par systèmes non humains

Les ADAs des anti-TNF ont différentes cibles :

V. Strand, BioDrug, 2017

Les idiotopes, des déterminants antigéniques présents sur tous les Ac thérapeutiques

Caractéristiques des différents types d’Anti-Drug Antibodies

• produits par le patient

• induits par l’administration de l’Ac (pfs pré-existants)

• Plusieurs types : IgG (IgG1 et IgG4), IgA, IgM, IgE

• Cibles : anti-Fab, anti-Fc, anti-PEG

• mee / tests in vitro

• Ne présage pas de l’effet clinique in vivo � ADA cliniquement relevant : • Présence associé à une altération clinique

de la réponse au traitement

La majorité des ADA sont des Ac neutralisants :- dirigés contre la fraction Fab : Ac anti-idiotypes- Fab : zone d’interaction avec la cible de l’Acm- immunogénicité ~ comparable pour biomédicament princeps et biosimilaire- un ADA neutralisant le biomédicament princeps, neutralise le biosimilaire…

ADA

ADA neutralisant : • Bloque l’activité du médicament

ADA non neutralisant

Selon la localisation du déterminant antigénique reconnu :

Conséquences cliniques négatives des ADA

- Contribution aux réactions immuno-allergiques (CI ; ADA d’isotype IgE)

- Réponse thérapeutique diminuée :

(non-répondeurs primaires / secondaires ; échappement thérapeutique)

- � clairance (complexe-immuns)

- � concentration sérique (capacité de liaison au FcRn ; � ½ vie )

- � activité biologique par neutralisation de l’Ac thérapeutique

MAIS, l’immunisation n’explique pas tout….

Quel impact réel de l’immunisationdans la variabilité inter-individuelle des effets des biomédicaments ?

Fréquence de développement des ADA… ???

Biomédicament Type d’AcMFréquence de

l’immunisation (%)

Infliximab Chimérique 13–50

Adalimumab Humain 20–25

Golimumab Humain 0–6,3

Certolizumab pegol Humanisé 3,1–18

Étanercept Protéine de fusion 0–5,6

Rituximab Chimérique 10 %

Tocilizumab Humanisé 2–4 %

D’après Vincent FB. et al., Ann Rheum Dis 2013

Résultats variables selon :- type de biomédicament (Rq : pas de lien direct avec le degré d’humanisation du domaine variable)

- Nature, structure , fonction de l’Ag cible- Posologie initiale (Fortes/faibles doses initiales) (phénomène de tolérance à forte zone)- Durée traitement ; traitements discontinus- Voie d’administration- Association à un IS- Facteurs génétiques- Contaminants et impuretés

- ….Techniques de détection +++

� Processus relativement fréquent !

Des méthodes de détection et de quantification des ADA variables selon les études

B. Gorovits et al., Clinical and Experimental Immunology, 2018

enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA)

radioimmunoassays (RIA)

electrochemiluminescent (ECL) immunoassays

homogeneous mobility shift assays (HMSA)

high-performance liquid chromatography (HPLC)

immunological multiparameter chip technology (IMPACT)

93% ELISA ou RIA 87% ELISA ou RIA

• Absence d’indications sur le test utilisé dans 1/4 à 1/5 des études cliniques • Absence de standardisation inter-laboratoires

D’après Bendtzen K., Front Immunol, 2015

Principales méthodes de détection et de quantification des ADA et leurs limites (1)

L’ELISA (ELISA sandwich/bridging ELISA) : le test le plus couramment utilisé pour les ADAs

Color

cross-réaction des facteurs rhumatoïdesAc hétérophilesPb de l’agrégation des Acm sur les plastiques � formation de néoépitopes

Bendtzen K., Front Immunol, 2015

Principales méthodes de détection et de quantification des ADA et leurs limites (2)

Le problème des faux négatifs… beaucoup plus compliqué à contourner…

No color reaction

Enzyme-tagged drug

• � Isotype IgG4 au cours du tempsIgG4 monovalents peuvent être fonctionnels in vivo

mais non détectables (1 Fab non spécifique de l’Acm)Interférence liée à la présence de l’Acm dans le sérum

Comment détecter des ADA quand présence de complexes [ADA-Acm], quand Acm détectable dans le sérum ?

Dissociation préalable des complexes à pH acideBlocage de la recapture des ADA par l’addition de Fab anti-idiotype

Acm + ADA � complexes [Acm-ADA] taux d’ADA libres ��

• Pb de la majorité des techniques : interférence de l’Acm dans la détection des ADA

- Importance du contrôle préalable du taux sérique du biomédicament

Le problème des complexes [Acm-ADA]

• Importance du timing recommandé pour le dosage des Acm et des ADA

- IFX : juste avant perfusion � taux résiduels- ADA : taux sériques ~constants entre 2 injections, (dosage juste avt inj.)

• Techniques ELISA classiques : Impossibilité de détecter des ADA si taux sériques détectables d’Acm

Principales méthodes de détection et de quantification des ADA et leurs limites (3)

• La technique HMSA (chromatographie liquide à haute performance d’exclusion stérique)

Incubation des échantillons avec l’Acm couplé à l’Alexa 488

formation de complexes immunsde masse moléculaire plus élevé� 2 pics séparés

• Sensibilité +++• Détection de toutes les sous-classes d’IgG• Peut être aussi précéder par une étape de dissociation acide des complexes

Détection conjointe des ADA neutralisantsou fonctionnellement inactifs

Périodes d’évaluation des ADA

B. Gorovits et al., Clinical and Experimental Immunology, 2018