Development of a novel biohybrid polymersome γδT-cell conjugated technology : Combination of cell therapy and drug delivery
Développement d’un bio-hybride conjuguant lymphocytes T gamma delta et polymersome : combinaison de la thérapie cellulaire et du drug delivery
Résumé
Background: The combination of cell therapy and nanomedicine has advanced in recent years to improve the management of various pathologies. γδ T lymphocytes (γδ T cells), a cell population at the interface between innate and adaptive immunity, are involved in immune response to infectious agents and to cancers. They are divided into two main subpopulations: Vγ9Vδ2 T cells and non-Vγ9Vδ2 T cells, mainly composed of Vδ1 T cells. Vδ1 T cells have multiple activation mechanisms independent of antigen presentation by HLA and various effector functions, making them particularly attractive for overcoming the limitations associated with therapies that use more conventional populations such as αβ T cells. Additionally, these cells have tissue-targeting properties that make them promising vectors for developing nanoparticle-based therapies. Among the nanoparticles developed in recent years, polymeric nanoparticles, or polymersomes, stand out due to their many attractive features: a membrane with tunable size and composition, significant encapsulation capacity, and relatively simple formulation. Moreover, advances in metabolic engineering and click chemistry using cyclooctynes such as Dibenzocyclooctyne (DBCO) have facilitated their use in the development of new targeted therapies.Objective: This thesis aimed to develop a click chemistry protocol to create a biohybrid composed of DBCO-functionalized polymersomes and Vδ1 T cells (DOT) amplified and modified through metabolic engineering.Results: Initially, metabolic engineering and click chemistry protocols were developed using fluorescent DBCO. These protocols were sequentially optimized on a cell line, peripheral blood mononuclear cells (PBMCs), and then on the cells of interest, the DOT cells. Toxicity and functionality tests were conducted to assess the feasibility of this biohybrid. Subsequently, the same protocol was tested and optimized on DOT cells and empty polymersomes functionalized with DBCO.Perspectives: This thesis provides a first proof of concept for combining polymersomes with DOT cells. However, further validation tests are necessary to fully evaluate the feasibility of this biohybrid. These tests should particularly verify the activity of DOT cells against the target cells, the toxicity associated with click chemistry, and the potential benefits that this new therapeutic approach could offer in treating pathologies such as cancer and CMV infection.
Contexte : L’association de la thérapie cellulaire et des nanomédecines a progressé ces dernières années afin d’améliorer la prise en charge de nombreuses pathologies. Les lymphocytes T (LT) γδ, population cellulaire à l’interface entre l’immunité innée et adaptative, sont impliqués dans les réponses aux agents infectieux et aux cancers. Ils se divisent en deux sous-populations principales : les LT Vγ9Vδ2 et les LT non-Vγ9Vδ2, composés essentiellement de LT Vδ1. Les LT Vδ1 possèdent de multiples mécanismes d’activation, indépendants de la présentation antigénique par le HLA, et diverses fonctions effectrices, ce qui les rend particulièrement intéressant pour contourner les limitations rencontrées avec les thérapies utilisant les populations plus conventionnelles comme les LTαβ. De plus, ces cellules possèdent des propriétés de ciblage tissulaire qui en font des vecteurs prometteurs lors du développement de thérapie utilisant des nanoparticules. Parmi les nanoparticules développées ces dernières années, les nanoparticules polymériques, ou polymersomes, se distinguent par leurs nombreuses caractéristiques très utiles pour la thérapie : une membrane ayant une taille et une composition modulables, une capacité d’encapsulation importante de composés hydrophiles ou hydrophobes et une formulation relativement simple. De plus, les avancées en ingénierie métabolique et en chimie click utilisant les cyclooctynes comme le Dibenzocyclooctyne (DBCO) ont facilité son utilisation lors du développement de nouvelles thérapies ciblées.Objectif : Ce travail de thèse avait pour objectif de mettre au point un protocole de chimie click afin de créer un biohybride composé de polymersomes fonctionnalisés avec du DBCO et des LT Vδ1 (DOT) amplifiés et modifiés par ingénierie métabolique.Résultats : Dans un premier temps, les protocoles d’ingénierie métabolique et de chimie click ont été mis au point à l’aide de DBCO fluorescents. Ces protocoles ont été optimisés successivement sur une lignée cellulaire, des cellules mononuclées du sang périphérique (PBMC) puis sur les cellules d’intérêt, les DOT. Des tests de toxicité et de fonctionnalité cellulaire ont été réalisés afin de vérifier la faisabilité de ce biohybride. Par la suite, ce même protocole a été expérimenté et optimisé sur des DOT et des polymersomes vides fonctionnalisés avec du DBCO.Perspectives : Cette thèse apporte une première preuve de concept pour la combinaison de polymersomes avec les DOT. Toutefois, des tests de validation sont nécessaire pour évaluer pleinement la faisabilité de ce biohybride. Ces tests devront notamment vérifier l’activité des biohybrides envers les cellules cibles d’intérêt, la toxicité liée à la chimie click ainsi que les avantages potentiels que cette nouvelle approche thérapeutique pourrait offrir dans le traitement de pathologies telles que le cancer et l'infection au CMV.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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