WO2004055043A1 - Epitopic peptides of the thyroperoxidase enzyme, compositions containing same and uses thereof - Google Patents

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WO2004055043A1
WO2004055043A1 PCT/FR2003/003678 FR0303678W WO2004055043A1 WO 2004055043 A1 WO2004055043 A1 WO 2004055043A1 FR 0303678 W FR0303678 W FR 0303678W WO 2004055043 A1 WO2004055043 A1 WO 2004055043A1
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tpo
seq
aac
human
peptide
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Application number
PCT/FR2003/003678
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French (fr)
Inventor
Sylvie Peraldi-Roux
Cédric BES
Damien Bresson
Thierry Chardes
Gérard Devauchelle
Martine Cerutti
Original Assignee
Centre National De La Recherche Scientifique -Cnrs
Bio-Rad Pasteur
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0065Oxidoreductases (1.) acting on hydrogen peroxide as acceptor (1.11)
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P37/00Drugs for immunological or allergic disorders
    • A61P37/02Immunomodulators
    • A61P37/06Immunosuppressants, e.g. drugs for graft rejection

Definitions

  • the present invention belongs to the field of immunology, in particular to the field of autoimmune pathologies and in particular to autoimmune thyroid diseases linked to the appearance of autoantibodies directed against the enzyme thyroperoxidase.
  • the assay of anti-TPO autoantibodies is essential for the diagnosis of these autoimmune thyroid pathologies and the titration by immunological method of these anti-TPO autoantibodies constitutes an important progress. Indeed, numerous studies have shown that anti-TPO autoantibodies are capable of inducing the destruction of the thyroid gland by activating an antibody-dependent cytoxicity.
  • TPO Human thyroperoxidase
  • Ag microsomal thyroid antigen
  • TPO is an enzyme linked to the membrane expressing itself at the apical pole of thyrocytes (2). TPO generates the functional form of thyroglobulin by iodization and coupling of tyrosine residues (3).
  • MAIT autoimmune thyroid disease
  • TPO represents a major target for the immune system (4,5), leading to high titres of specific anti-TPO autoantibodies (aAc) present in sera from patients suffering from Hashimoto's and Graves' diseases.
  • anti-TPO aAc In addition to their role as early and early diagnostic markers of MAIT, anti-TPO aAc also act as effector molecules either by modulating the presentation of Ag to T cells, or as mediators of the destruction of the thyroid as a consequence of activation of antibody-dependent complement or cell cytotoxicity (6-12). Alignment studies and structural homologies have shown that TPO is formed by three distinct domains: a homologous domain of myeloperoxidase (MPO), a homologous domain of the complement control protein. (CCP), and an EGF factor homologous domain, from the N-terminus to the C-terminus (13).
  • MPO myeloperoxidase
  • CCP complement control protein
  • EGF factor homologous domain from the N-terminus to the C-terminus
  • the research carried out in the context of the invention is based on the combination of two technological approaches already used to define highly structured epitopes (36-39).
  • This strategy was used to define the epitope recognized by the anti-TPO recombinant Ig13 IgG1 aAc, aAc recognizing the RID of TPO.
  • This recombinant anti-TPO T13 aAc was obtained from a library of antibodies presented on the surface of phages, constructed from B cells which infiltrate the thyroid of patients with Graves' disease (40, 41).
  • Four distinct regions of TPO belonging to the homologous domains of MPO and CCP define the discontinuous RID, recognized by recombinant human aAc T13 but also by anti-TPO aAc present in the sera of patients suffering from Graves' disease and Hashimoto's.
  • the RID recognized by anti-TPO aAc which is one of the major autoantigens (aAg) in MAIT, has not yet been fully defined.
  • the Applicant Using the phage technique having peptides on their surface, the Applicant has identified three critical motifs, LxPExD, QSYP, and Ex (E / D) PPV, in the 12 selected mimotopes, which interact directly with the anti recombinant human aAc -TPO named T13.
  • the purpose of the present invention is precisely to offer new means of diagnosis and therapy of MAIT. Indeed, the identification of RID now makes it possible to improve the diagnosis of MAIT by the use of 1) an engineered "miniTPO", replacing TPO in anti-TPO aAc assay kits from patients with MAIT and 2) by the definition of recombinant human anti-TPO aAc capable of competing with the anti-TPO aAc of patients and 3) the use of recombinant human anti-TPO aAc serving as internal standards.
  • mimotope peptides in therapeutics would block unwanted autoimmune responses.
  • the invention therefore firstly relates to a purified peptide of 5 to 20 amino acids recognized by the autoantibodies directed against human thyroperoxidase, said peptide defining a discontinuous epitope derived from the discontinuous immunodominant region of human thyroperoxidase consisting of four distinct regions of TPO belonging to the homologous domains of MPO and CCP.
  • the invention relates very particularly to peptides comprising one at least one of the three critical units of the following formulas: LxPExD (SEQ ID NO.17), QSYP (SEQ ID NO.18) and Ex (E / D) PPV (SEQ ID NO.19) where x represents any amino acid: LxPExD (SEQ ID NO.17)
  • ExEPPV or ExDPPV SEQ ID NO.18
  • said peptides defining a discontinuous epitope derived from the RID of the TPOh consisting of four distinct regions of TPO belonging to the homologous domains of MPO and CCP.
  • Said discontinuous epitope is derived from the discontinuous immunodominant region of human thyroperoxidase consisting of regions 353-363 (SEQ ID NO.l), 377-386 (SEQ ID NO.2), and 713-720 (SEQ ID NO.3) of the homologous domain of myeloperoxidase (MPO) and the region 766-775 (SEQ ID NO.4) of the homologous domain of the complement control protein (CCP).
  • CCP complement control protein
  • the invention relates more particularly to the 12 mimotope peptides whose sequences are identified by the numbers SEQ ID N °: 5 to SEQ ID No. 12 in the attached sequence list:
  • KLFPEEDEMRTETQR SEQ ID NO 6
  • RLAPEPDDPITPMTK SEQ ID NO.7
  • the Applicant By combining the phage peptide technique with the alignment of mimotope sequences on the TPO molecule, the Applicant has precisely identified three regions (353-363, 377-386, and 713-720) belonging to the homologous domain of the DFO and a region (766-775) located on the homologous domain of the CCP which is a part of the RID. Also the RID which includes these four regions which are crucial for the binding of anti-TPOh aAc was located on a 3D model of TPOh.
  • This RID is recognized (i) by human recombinant aAc T13 obtained using a recombinant human aAc bank constructed from B cells infiltrating the thyroid of patients with Graves' disease (40,41) and (ii) by anti-TPO aAc present in the serum of patients suffering from Graves' and Hashimoto's thyroid diseases.
  • the invention also relates to a method for detecting anti-TPO aAc in a sample of an individual characterized in that it comprises: a) bringing said sample into contact with at least one peptide defined above, in conditions allowing the formation of an immunological complex, b) the detection of the formation of an immunological complex between an anti-TPO aAc and said peptide for detect the presence of anti-TPO aAc in the sample of the individual.
  • the sample can be any biological fluid from a subject likely to contain the aAc.
  • the method according to the invention is advantageous for the diagnosis of autoimmune pathologies more particularly thyroid.
  • the invention therefore also relates to a kit for carrying out the above method comprising:
  • one or more standard reagent such as recombinant human antibodies of reference.
  • the subject of the invention is also an anti-antibody
  • the invention also relates to recombinant human antibodies directed against TPO.
  • human recombinant antibodies obtained using combinatorial banks of antibodies constructed by la Demandresse from B lymphocytes infiltrating the thyroid of patients suffering from Graves' disease. These antibodies are prepared by techniques known to those skilled in the art in accordance with the description of the methods below used in the context of the invention.
  • the antibodies according to the invention are useful in particular as a reference for the method of detecting anti-TPO aAc.
  • the invention also relates to pharmaceutical compositions comprising as active agent at least one peptide or an antibody as defined above. These compositions are useful for the prevention and treatment of Autoimmune Diseases and more particularly Thyroid and / or Thyroid Cancers.
  • the invention also relates to a method for preparing mimetic peptides of the anti-TPO aAc binding site on TPO using the peptides and antibodies defined above.
  • mimetic peptides are useful for the preparation of pharmaceutical compositions intended for the treatment or prevention of MAIT. Indeed, these mimetic peptides are capable of blocking the presentation of Ag by the anti-TPO aAc attached to the membrane of B cells (6,7), leading to the autoimmune response of T cells in MAIT and to blocking the cytotoxic activity of aAc in patients with MAIT, these two mechanisms resulting in the destruction of the thyroid.
  • the peptides can be in soluble form (L-amino acid, D-amino acid or retro-inverso peptide) or in the form of fusion proteins or also presented by a carrier molecule.
  • the dose of peptide will be chosen to have a lasting therapeutic effect, in accordance with the present invention and while minimizing the harmful physiological effects, which will be determined by the medical profession.
  • the administration of said peptides can be done by intramuscular, subcutaneous, intradermal or oral injection according to the indications described by pharmaceutical procedures.
  • FIG. 1 illustrates the purity and specificity tests of the anti-TPO T13 aAc. Purity and specificity have been studied as described in the Methods.
  • A Each sample (2 ⁇ g of proteins) was deposited on two 8% polyacrylamide gels in the presence of SDS. The first was stained with brilliant Coomassie blue R-250 (lines 1 and 2) and the second was analyzed by Western Blot (lines 3 and 4). Lanes 1 and 3 show the baculovirus supernatants before purification. Lines 2 and 4 show the aAc T13 after purification (black arrow).
  • MW molecular masses in kDa are indicated on the left of the figure.
  • B The specificity of aAc T13 was analyzed by ELISA. The binding of aAc T13 (open circles) and human polyclonal IgG x as a control (closed triangles) on TPO are also shown.
  • FIG. 2A illustrates the immunoreactivity of the peptides with the aAc T13 studied by the Spot technique.
  • the reactivity of aAc T13 complexed with a secondary antibody or the reactivity of the secondary antibody alone are shown on the left (see Methods).
  • FIG. 2B shows the identification, by alanine replacement, of the critical residues of the mimotopes.
  • Sets of alanine analogs from each of the peptide sequences previously found to be reactive with aAc T13 were prepared and tested by the Spot technique.
  • the legend "amino acid replaced” indicates which residue has been replaced by alanine (or glycine when the natural residue is alanine).
  • the specific reactivity of aAc T13 on the Spot membrane is represented by a at the top of each histogram, and the percentage of binding of aAc T13 on each analog in comparison with the wild type sequence is shown by the histograms. Only one mimotope representative of each family has been illustrated.
  • underlined amino acids represent the critical residues observed for several peptides belonging to each family.
  • - Figure 3 shows the sequence alignment between the mimotopes and the sequence of human TPO. The alignments were obtained as described in the Methods. The critical reasons for the specific mimotopes of aAc T13 are underlined. The identical residues between the mimotopes and the primary sequence of human TPO are represented in bold letters.
  • - Figure 4 shows the location of the mutated regions on a three-dimensional ribbon diagram of the structure of human TPO.
  • Figure 4A is a modeling of the structure of human TPO showing the homologous domains of MPO, CCP, and EGF, reproduced with permission (13). This representation corresponds to the juxtaposition of the three-dimensional model of each domain.
  • the mutations produced by "directed" mutagenesis are shown, positions 353-363 (1), 377-386 (2), 506-514 (3), 713-720 (4), 737-740 (5), and 766 -778 (6)
  • the flexibility of the hinge regions is represented by a white arrow.
  • FIG. 4B is a modeling representing the possible folding of the homologous domain of the CCP onto the homologous domain of DFO (the homologous domain of the EGF is not shown to simplify the figure).
  • a white arrow indicates the possible movement of the homologous domain of the CCP to form the immunodominant fixation surface virtually represented by three light gray stained lines.
  • the junction between the homologous domains of MPO and CCP is shown by the white stained lines.
  • the distance (in A) between regions 377-387 and 713-720 is shown.
  • the model was adjusted using the public software Swiss-PDB viewer 3.7b2 available at the URL address: www. ExPASy. ch / spdbv. - Figure 5 shows the results of the analyzes by
  • FIG. 5A shows Western blots with native or denatured membrane proteins made as indicated in the Methods.
  • Monoclonal antibodies Acm 47 (10 ⁇ g / ml), Acm 6F5 (10 ⁇ g / ml), aAc T13 (10 ⁇ g / ml), and polyclonal rabbit antisera (1: 300) were used and identified on the right of the figure.
  • the specific bands of TPO are shown by black arrows and the molecular weights in kDa are indicated on the left.
  • 5B illustrates the competitive ELISA experiments carried out with murine monoclonal antibodies Acm 47, Acm 6F5, and mAb 2C2 directed against digoxigenin (control), as competitors for the binding of aAc T13 to TPO ( see Methods).
  • - Figure 6 illustrates that the binding of anti-mAbs
  • TPO and patient sera on membrane proteins is affected by TPO mutations.
  • the effects of TPO mutations on the binding of anti-TPO mAbs or patient sera were evaluated by ELISA.
  • Figure 6A shows the results obtained with aAc T13 or Acm 6F5.
  • T1D type 1 diabetes
  • SLE systemic lupus erythematosus
  • RA rheumatoid arthritis
  • TPOh Purified TPOh (purity greater than 95%) from the thyroid glands was used.
  • the plasmid encoding complete human TPO was provided by the Cedars-Sinai Medical Center, Los Angeles, California, USA.
  • the anti-TPO Acm 47 mAbs were supplied by INSERM 555, Marseille, France. (42).
  • the anti-TPO Acm 6F5 mAbs and the anti-TPO polyclonal rabbit sera were respectively obtained from Hy Test Ltd (Turku, Finland) and Abcys S.A. (Paris, France).
  • T13 aAc Cloning, expression and purification of human T13 aAc.
  • the scFv fragment of the recombinant human anti-TPO antibody T13 was selected from a library of antibodies presented by phages obtained from B cells extracted from thyroid tissues of patients with Graves' disease (40) .
  • AAc T13 was expressed as whole IgG1 immunoglobulin using the baculovirus / insect cell system as described (41,43-44).
  • Purity was analyzed by electrophoresis on 8% acrylamide gel in the presence of SDS (SDS-PAGE) under non-reducing conditions, followed by staining with Coomassie brilliant blue or transfer to a PVDF membrane ( Novex, San Diego, California, USA) and revealed by a specific anti-Fc antibody of human IgG conjugated to peroxidase (Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, USA) diluted 1: 1000, using a system ECL detection (Amersham Pharmacia Biotech, Piscataway, New Jersey, USA). Then, the specificity of the aAc was determined by ELISA.
  • microtiter plate wells were covered with 9 nM TPO (l ⁇ g / ml) in 100 mM NaHC0 3 , pH 9, overnight at 4 ° C.
  • the wells were washed with 0.05% Tween 20 in PBS (PBS-T), pH 7.3 and saturated with 2% milk powder in PBS-T for one hour at 37 ° C.
  • PBS-T PBS-T
  • 2% milk powder in PBS-T for one hour at 37 ° C.
  • the aAc T13, or the purified human IgG1 (Sigma) used as a control was incubated with 1% milk powder in PBS-T (incubation buffer) for 1 h 30 at 37 ° C. .
  • an anti-human IgG antibody conjugated with alkaline phosphatase (Sigma, diluted 1: 1000) was added to the incubation buffer, and the wells were incubated for 1 h at 37 ° C. After three washes, the reactivity was revealed with 4 mg nitrophenyl phosphate 1 mg / ml in 0.5 M diethanolamine / HCl, for 1 h at 37 ° C.
  • the kinetic parameters of aAc T13 were obtained by real-time analysis as previously described (41).
  • AAc T13, expressed as a scFv fragment or as an intact IgG1 immunoglobulin inhibits between 7.3 and 100% of TPO binding in serum samples from patients with MAIT who have been tested (40,41).
  • phage libraries (LX-8 / f88.4, X ls /f88.4, X 8 CX 8 / f88.4 and X 30 / f88.4) in which the peptides were expressed at the N-terminus of the pV II protein and presented on the surface of the filamentous bacteriophage M13, were obtained from Simon Fraser University, Burnaby, Canada (45).
  • the specific phages of the aAc T13 were selected by a panning method as previously described (46).
  • the phage-peptides specific for aAc T13 were eluted (i) by means of an acid elution, with 3 ml of a solution: 0.1 M HCl, 0.1 M glycine, BSA 1 mg / ml , pH 2.2, for 30 minutes at room temperature and then neutralized by adding 300 ⁇ l of 5 M Tris-HCl, pH 9.2, (ii) by competition with a 180nM TPO solution (20 ⁇ g / ml) in 5 ml of NaCl / Tris (50 mM Tris base, 150 mM NaCl, 0.05% Tween 20, pH 7.5) for 2 hours at 37 ° C.
  • the phage-peptides were amplified after each round of panning using a K91 cell culture of Es ch eri ch iacoli growing exponentially and the T13-specific phage-peptides were cloned and characterized by ELISA as described (46 ). The clones having given an absorbance more than twice greater than the basic level were selected.
  • Each selected and purified clone was then verified by ELISA for its ability to be inhibited by soluble TPO at a concentration of 90 nM (10 ⁇ g / ml).
  • the wells of the microtitration plates were covered with aAc T13 at a concentration 13 nM in 100 mM NaHCO 3 , pH9, overnight at 4 ° C.
  • the wells were washed with 0.05% Tween 20 in PBS (PBS-T), and then milk powder (2%) in PBS-T was added for 1 h at 37 ° C.
  • the phages selected whose binding to aAc T13 was inhibited by more than 15%, were sequenced for the identification of the peptide sequence.
  • the effect of the solution containing 90 nM of soluble thyroglobulin (60 ⁇ g / ml) on the binding to aAc T13 of these selected phages was tested.
  • Each amino acid sequence corresponding to an immunoreactive mimotope was aligned with the other selected peptides or with the sequence of human TPO using the Multalin multiple sequence alignment program (48).
  • the sequence homologies between the specific mimotopes of aAc T13 and human TPO were located on a three-dimensional model of TPO, using the atomic coordinates provided by Hobby et al. (13).
  • substitution mutations were carried out as follows: The sequence 353 HARLRDSGRAY 363 (SEQ ID NO.l) of wild TPO (wt) has been replaced by the sequence 353 NQAFQANGAAL 363 (SEQ ID NO.20) in TPO 353 " 363 mutant, wild TPO (wt) 377 PEPGI PGETR 386 (SEQ ID NO .2) by 377 LLTNRLGRIG 386 (SEQ ID NO. 21) TPO 377 "386 ', wild TPO (wt) 506 ASFQEHPDL 514 (SEQ ID NO .22) by 506 NRYLPMEPN 514 (SEQ ID NO.
  • the Flp-In system was used to generate stable isogenic mammalian line cells expressing wild-type (wt) and mutated TPOs.
  • CHO cells ATCC CCL61
  • FCS fetal calf serum
  • the stable transfectants were obtained as recommended by the manufacturer.
  • the CHO host cell line was constructed by transfection with 0.5 ⁇ g of the vector pFRT / lacZeo and selection in a growth medium containing 500 ⁇ g / ml of zeocine TM (Cayla, Toulouse, France).
  • the zeocin TM resistant clones were screened by identifying those which contain a single integrated FRT site and which express ⁇ -galactosidase at a high level. A single clone was selected and amplified for other studies. The generation of wild TPO (wt) or mutated was obtained by cotransfection, in the zeocin TM resistant CHO host cell line selected, of the plasmid pcDNA5 / FRT resistant to hygromycin carrying each form of TPO and of the plasmid pOG44 constitutively expressing the Flp recombinase.
  • the cells were cultured in a medium supplemented with hygromycin B 300 ⁇ g / ml (Life Technologies, Carlsbad, California, USA).
  • hygromycin B 300 ⁇ g / ml (Life Technologies, Carlsbad, California, USA).
  • the clones of interest were selected for their resistance to hygromycin, their sensitivity to zeocin TM, and the absence of ⁇ -galactosidase activity.
  • the transfected stable CHO cells were washed three times with PBS and placed at 4 ° C.
  • the membrane proteins were extracted as follows: after centrifugation at 1000 rpm for 5 min at 4 ° C, the membrane proteins were solubilized by adding 500 ⁇ l of lysis buffer [50 mM Tris / HCl, pH7, 3; 150 mM NaCl; 5 mM EDTA; 10% glycerol; 1% Triton X100 and a tablet of a mixture of protease inhibitors per 10 ml of lysis buffer (Roche diagnostics GmbH, Manheim, Germany)] and were incubated for 30 min in ice.
  • lysis buffer 50 mM Tris / HCl, pH7, 3; 150 mM NaCl; 5 mM EDTA; 10% glycerol; 1% Triton X100 and a tablet of a mixture of protease inhibitors per 10 ml of lysis buffer (Roche diagnostics GmbH,
  • the wells were washed and an anti-human IgG antibody conjugated to peroxidase diluted 1: 2000 in saturation buffer was added for 1 h at 37 ° C. Three washes were carried out then the aAc T13 fixed to TPO was detected by adding a solution of 2-phenylenediamine 4 mg / ml containing 0.03% (vol / vol) of hydrogen peroxide in a citrate buffer 0.1 M, pH 5.0. The reaction was stopped with 2 M H 2 S0 4 and the resulting absorbance was measured at 49Onm.
  • ELISA with monoclonal antibodies (mAbs) and human sera.
  • the wells were covered with 20 ⁇ g / ml of membrane proteins in PBS overnight at 4 ° C.
  • the plates were washed with PBS-T and blocked with saturation buffer, for 1 h at 37 ° C.
  • the mAbs or the patient serum were incubated in a saturation buffer for 1 h 30 at 37 ° C.
  • the wells were washed and the anti-mouse or anti-human IgG antibody conjugated to peroxidase (HRP) was added, the antibody being diluted to 1: 2000 in a saturation buffer, for 1 h at 37 ° C.
  • HRP peroxidase
  • the anti-TPO a13 Ac13 was first produced as a human scFv fragment (40).
  • Table 1 below describes the sera of patients with autoimmune thyroid disease.
  • A The values were obtained by radioimmunoassay and standardized for the WHO / National Institute for Biological Standards and Control 66/387 (see Methods).
  • B The values were obtained by a radio receiver test using the DYNOtest TRAK kit for human use and standardized for WHO 90/762 (see Methods).
  • c ND Not determined.
  • aAc T13 was obtained per liter of culture supernatant of insect cells sf9.
  • the specificity of the binding of aAc T13 to human TPO (TPOh) was determined by ELISA.
  • aAc T13 specifically binds to TPOh in a dose-dependent manner, while human polyclonal IgG x used as a control does not bind.
  • no binding of aAc T13 for thyroglobulin was observed (data not shown).
  • the kinetic parameters of aAc T13 were evaluated by real-time analysis, using BIACORE 2000 as described above (41), by injecting three concentrations of purified TPOh on aAc T13 or on an irrelevant antibody (Table 2) .
  • Table 2 shows the kinetic parameters of aAc T13 as assessed by real-time analysis.
  • AAc T13 has already been shown to strongly inhibit the binding of TPO to aAc present in the sera of patients with MAIT (40,41). In addition, it has been shown that aAc T13 does not recognize a linear epitope (unpublished data), which suggests the conformational nature of this dominant epitope. To answer this question, biopannings were carried out with a mixture of four phage banks having peptides of 8, 15, 17 or 30 amino acids on their surface, in the aim of obtaining specific mimotopes selected by aAc T13 and which mimic the conformational epitope.
  • phages were eluted with a pH 2.2 buffer after three rounds of panning on the aAc T13 and 100 other phages after 4 rounds of panning for elution by competition. These 200 phages were isolated and then purified.
  • Table 3 represents the sequences of peptides selected by phage libraries having peptides on their surface.
  • A Clones with the same sequence.
  • B Absorbance corresponding to the fixation of each clone to the aAc T13.
  • c The binding of each clone to aAc T13 was inhibited by soluble TPOh or thyroglobulin at 90 nM; only clones showing an inhibition greater than 15% with TPOh are indicated; no inhibition was observed with thyroglobulin as an inhibitor.
  • the values of absorbance and percentage of inhibition are given as mean value +/- SD.
  • Table 4 below shows the classification of mimotopes by sequence homology.
  • Families 1, 2 and 3 contain mimotopes carrying the homologous motifs which are LxPExD, (S / T) x 2 QSYPxP, and E x 2 PPV x 6 L respectively (where x represents any amino acid).
  • the peptides KNSRQSYPEPAPVYH, QLSPESDYDDHGMRY, and SQSYPEPARGSVPMP have shown similarities found in families 1 and 2. More generally, mimotopes often have a proline-rich sequence representing between 6.6 and 27% of their residues. Acid residues were strongly represented in family 1 sequences (between 6.6 and 33% of their residues) and to a lesser extent in family 3 (between 13.3 and 20% of their residues).
  • each mimotope each amino acid of which has been successively mutated into alanine (alanine scanning) has been synthesized on a cellulose membrane by the method Spot. Most of the twelve mimotopes reacted strongly with aAc T13. Mimotope 8 which did not show reactivity with aAc T13, and mimotope 3 which showed cross-reaction with secondary antibody (Figure 2B), were eliminated for the following alanine scanning studies. As shown in FIG.
  • Figure 4A can form an immunodominant binding surface between the homologous domains of MPO and CCP, due to the flexibility of the hinge region ( Figure 4, A and B). As these locations correspond to the putative sites of interaction of aAc T13 on TPO, we produced six mutant TPOs by overlapping PCR extension.
  • Table 5 shows the comparison of the amino acid sequences between wild type and mutated TPOs.
  • the mutants are indicated by the position of the first and last amino acid in the primary sequence of the TPOh.
  • region 356-382 had two exposed loops around the putative site of interaction; therefore, two separate mutant TPOs were constructed, each showing a mutated region on each separate loop (TPO 353 "363 and TPO 377" 386 ).
  • a mutant TPO carrying a mutated region (residues 506-514) not identified by the mimotope alignment but located near the RID (binding identification site) ( Figure 4, A and B) , was also generated.
  • All mutations are carried out according to two rules: (i) when they are different, the amino acids are replaced by those present in the primary sequence of human MPO for the mutants TPO 353 "363 , TPO 377” 386 , TPO 506 " 514 , and TPO 713 "720 or by the primary sequence of the CCP domain of the factor H protein for the mutant TPO 766" 775 , and (ii) when they are similar, the residues are present in the TPO / MPO sequences and the TPO / factor H sequences, the amino acids are then replaced by uncharged residues (alanine or leucine).
  • the amino acid amino acid
  • Arg 355 has been replaced by Ala 355 in the mutated protein
  • the mutant TPO 737-740 located on the periphery of the parts of the MPO and CCP modules, only the substitutions of alanine and leucine were used.
  • the residue Cys 7S8 did not not changed since it can contribute to the complete folding of the TPO molecule by the formation of a disulfide bridge in the homologous domain of the CCP.
  • mAb 47 which recognizes a linear epitope (713-721) (42), does not fix the TPO mutant 713 "720 but reacts with all the other mutants under native or denaturing conditions.
  • the MAb 6F5 like aAc T13, does not react under denaturing conditions with wild-type (wt) or mutated TPO ( Figure 5A).
  • wt wild-type
  • mutated TPO Figure 5A
  • only the binding of Acm 6F5 to TPO 766 "775 mutant was eliminated under native conditions.
  • mAbs 47 and 6F5 were used in competition with aAc T13 for binding to TPO in ELISA . As illustrated in FIG. 5B, the mAbs compete in a dose-dependent manner with the aAc T13 and partially inhibit the binding of the aAc T13, the inhibition being 45% and 35% for the mAbs 47 and 6F5 respectively, with a molar excess of 100 for the inhibitor. No inhibition was observed with a control mAb.
  • mutants can be classified into two groups, those which weakly affect the binding of anti-TPO aAc (TPO 377-386 ) and those which strongly affect it (TPO 353-363 , TPO 713 "720 , TPO 766 "775 ).
  • TPO 377-386 the binding of anti-TPO aAc
  • TPO 713 "720 , TPO 766 "775 ) the effects of each mutation on the binding of anti-TPO polyclonal aAc present in the sera have the same profile here for a particular mutation. Similar results were obtained by the group of McLachlan and Rapoport (30).
  • the mimotopes corresponding to the sequences represented in the sequence list submitted in the appendix under the n ° SEQ ID n ° 6, SEQ ID n ° 7, Seq ID n ° 10 and SEQ ID n ° 11 were analyzed for their ability to be recognized by the T13 autoantibody. These mimotopes were produced by chemical synthesis then purified by HPLC and biotinylated and tested in soluble form.
  • mimotopes are adsorbed in the wells of a 96-well microplate at 10 ⁇ g / ml. After saturation,
  • the T13 autoantibody is incubated in dilution and then revealed with an anti-human ⁇ -specific IgG antibody conjugated to peroxidase.
  • the mimotopes corresponding to the sequences represented in the sequence list submitted in the appendix under the n ° SEQ ID n ° 6, SEQ ID n ° 7, Seq ID n ° 10 and SEQ ID n ° 11 were analyzed for their ability to be recognized by recombinant human anti-TPO autoantibodies.
  • mimotopes are adsorbed in the wells of a 96-well microplate at 10 ⁇ g / ml. After saturation, the recombinant human anti-TPO autoantibodies are incubated in dilution from 1 ⁇ g / ml, then revealed with an anti-human ⁇ -specific IgG antibody conjugated to peroxidase.
  • TPOh has not been resolved by crystallography studies, although low resolution diffracting crystals have been obtained (17,18).
  • the analysis of the three-dimensional structure of the TPOh evaluated by homology modeling reveals a highly complex structure comprising three distinct parts, the homologous domains of MPO, CCP, and EGF (13).
  • This highly organized architecture of the TPO aAg is a plausible explanation for the reactivity of the anti-TPO aAc, which is mainly directed against an RID on the native structure of their aAg (19,53).
  • Preliminary investigations aimed to define RID using polyclonal rabbit antisera directed against polypeptide fragments of TPO (13,24) or mAbs (25) in competition with human aAc.
  • peptides recognized by aAc T13 were selected and the critical motifs [LxPExD, QSYP, and Ex (E / D) PPV] involved in its recognition with mimotopes were identified. Controversial results have sometimes located the Acm47 / C21 epitope (713-721) inside the RID (25,32,56) and others outside this region (23,35,57).
  • residue Tyr 772 is included in the region 766-775 which the Applicant has characterized as belonging to RID.
  • the motif QSYP identified as critical for the binding of aAc T13 to family 2 mimotopes, comprises three residues also found in region 766-775 of the homologous domain of CCP. It is hypothesized that the QSYP motif mimics a motif composed of residue Tyr 772 close to Ser 6S7 and Gln 775 in the three-dimensional structure of TPO. These residues could be contact amino acids within the immunodominant epitope of aAc.
  • the other region, having a strong contribution, 353-363 also presents residues
  • C2 Another previously described region called C2 (16,58), has been limited to region 599-617 on TPO and has been defined by inhibiting human anti-TPO aAc with polyclonal rabbit antisera directed against this peptide (13 ), as a major autoantigenic determinant.
  • Examination of the 3D model of TPO shows that the epitope is located on the opposite site of the homologous domain of MPO with respect to the immunodominant binding surface described by the Applicant. This observation could be explained by the fact that overlapping antigenic domains have been characterized on the TPO molecule.
  • two overlapping immunodominant domains named A and B (23,25) have been described on the basis of competition between anti-TPO antibodies from patients and murine or human antibodies.
  • domain A defined by mAbs (25) corresponds to domain B defined by human Fabs (23) and vice versa. Since the Applicant used a human anti-TPO aAc in its experiments as did the team of McLachlan and Rapoport (23), it was chosen to use the nomenclature of RID / A and B defined by this group. Consequently, the residue Lys 713 is part of the epitope recognized by the antibody TRI .9 specific for RID / B (32), and the region 713-720 belongs to the immunodominant epitope represented by aAc T13.
  • the antibody Acm 47 which recognizes RID / B, partially competes with human aAc T13 for binding to the TPO molecule (Figure 5B).
  • non-IGKVl-39 aAc like aAc T13 IGLV1-40 have been described as interacting with RID / B of TPO, while antibodies which use the light chain gene of the germ line IGKV1- 39 have been attributed to the recognition of RID / A (23). Given all of these results, it is possible that the recombinant human aAc T13 recognizes RID / B on the TPO molecule, even if a cross-reaction with domain A due to the nesting of RID / A and B cannot be formally excluded.
  • Adenovirus type 5 fiber knob binds to MHC class I alpha2 domain at the surface of human epithelial and B lymphoblastoid cells. Embo. J. 16: 2294-2306.
  • Thyroperoxidase but not the thyrotropin receptor, contains sequential epitopes recognized by autoantibodies in recombinant peptides expressed in the pUEX vector. J. Clin. Endocrinol. Metab. 73: 857-860.

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Abstract

The invention concerns purified peptides of 5 to 20 amino acids identified by antibodies directed against human thyroperoxydase, said peptides constituting discontinuous epitopes derived from the discontinuous immunodominant region of human thyroperoxydase consisting of four separate TPO regions belonging to the MPO and CCP homologous domains. The invention also concerns antibodies directed against said peptides and the uses of said peptides and antibodies for detecting antibodies against human thyroperoxidase.

Description

PEPTIDES EPITOPIQUES DE 1 'ENZYME THYROPEROXYDASE, LES COMPOSITIONS LES CONTENANT ET LEURS APPLICATIONS. EPITOPIC PEPTIDES OF THE THYROPEROXYDASE ENZYME, THE COMPOSITIONS CONTAINING THEM AND THEIR APPLICATIONS.
La présente invention appartient au domaine de l'immunologie, notamment au domaine des pathologies autoimmunes et en particulier aux maladies auto-immunes de la thyroïde liées à l'apparition d'auto-anticorps dirigés contre l'enzyme thyroperoxydase. Le dosage des autoanticorps anti-TPO est essentiel pour le diagnostic de ces pathologies autoimmunes thyroïdiennes et le titrage par méthode immunologique de ces auto-anticorps anti-TPO constitue un progrès important. En effet, de nombreux travaux ont montré que les auto-anticorps anti-TPO étaient capables d'induire la destruction de la glande thyroïde en activant une cytoxicité dépendante des anticorps.The present invention belongs to the field of immunology, in particular to the field of autoimmune pathologies and in particular to autoimmune thyroid diseases linked to the appearance of autoantibodies directed against the enzyme thyroperoxidase. The assay of anti-TPO autoantibodies is essential for the diagnosis of these autoimmune thyroid pathologies and the titration by immunological method of these anti-TPO autoantibodies constitutes an important progress. Indeed, numerous studies have shown that anti-TPO autoantibodies are capable of inducing the destruction of the thyroid gland by activating an antibody-dependent cytoxicity.
La thyroperoxydase humaine (TPO), d'abord décrite comme l'antigène (Ag) microsomal thyroïdien (1), est une enzyme liée à la membrane s ' exprimant au pôle apical des thyrocytes (2) . La TPO génère la forme fonctionnelle de la thyroglobuline par iodation et couplage des résidus de tyrosine (3) . Au cours des maladies auto-immunes de la thyroïde (MAIT) , la TPO représente une cible majeure pour le système immunitaire (4,5), conduisant à des titres élevés d'auto-anticorps (aAc) anti-TPO spécifiques présents dans les sérums de patients souffrant des maladies de Hashimoto et de Basedow. En plus de leur rôle comme marqueurs diagnostics rapides et précoces des MAIT, les aAc anti-TPO agissent aussi comme molécules effectrices soit en modulant la présentation de 1 'Ag aux cellules T, soit comme médiateurs de la destruction de la thyroïde comme conséquence de l'activation du complément ou de la cytotoxicité cellulaire dépendante des anticorps (6-12). Les études d'alignement et les homologies structurales ont montré que la TPO est formée par trois domaines distincts : un domaine homologue de la myélopéroxydase (MPO) , un domaine homologue de la protéine de contrôle du complément (CCP) , et un domaine homologue du facteur EGF, à partir des extrémités N-terminales vers les extrémités C-terminales (13) . Bien que la structure de chaque domaine ait été élucidée en partie par une modélisation en trois dimensions (13-16) , et que des cristaux à basse résolution aient été obtenus (17,18), la structure tridimensionnelle complète de la TPO reste inconnue. La flexibilité observée pour les régions charnières rend probablement difficile le positionnement exact de chaque domaine en relation avec les autres (15) .Human thyroperoxidase (TPO), first described as the microsomal thyroid antigen (Ag) (1), is an enzyme linked to the membrane expressing itself at the apical pole of thyrocytes (2). TPO generates the functional form of thyroglobulin by iodization and coupling of tyrosine residues (3). During autoimmune thyroid disease (MAIT), TPO represents a major target for the immune system (4,5), leading to high titres of specific anti-TPO autoantibodies (aAc) present in sera from patients suffering from Hashimoto's and Graves' diseases. In addition to their role as early and early diagnostic markers of MAIT, anti-TPO aAc also act as effector molecules either by modulating the presentation of Ag to T cells, or as mediators of the destruction of the thyroid as a consequence of activation of antibody-dependent complement or cell cytotoxicity (6-12). Alignment studies and structural homologies have shown that TPO is formed by three distinct domains: a homologous domain of myeloperoxidase (MPO), a homologous domain of the complement control protein. (CCP), and an EGF factor homologous domain, from the N-terminus to the C-terminus (13). Although the structure of each domain has been partially elucidated by three-dimensional modeling (13-16), and low-resolution crystals have been obtained (17,18), the complete three-dimensional structure of TPO remains unknown. The flexibility observed for the pivotal regions probably makes it difficult to pinpoint each area in relation to the others (15).
Ces observations montrent une structure hautement complexe de la TPO, qui explique que les aAc anti-TPO présents dans les sérums de patients atteints de MAIT, reconnaissent préférentiellement des epitopes discontinus de la TPO (22) .These observations show a highly complex structure of TPO, which explains why the anti-TPO aAc present in the sera of patients suffering from MAIT preferentially recognize discontinuous epitopes of TPO (22).
Différentes approches ont été utilisées pour déterminer les régions épitopiques reconnues par les aAc anti-TPO présents dans les sérums de patients et identifier les acides aminés critiques impliqués dans ces interactions : (i) compétition entre des Acm de souris ou des antisérums polyclonaux de lapin et les aAc anti-TPO humains (13,23-25) pour la liaison à la TPO, (ii) analyse d'aAc humains anti- TPO se fixant à l'Ag recombinant et/ou tronqué (15,16,26- 30), (iii) génération de fragments de TPO par hydrolyse enzymatique suivi de l'analyse de leur fixation aux aAc anti-TPO (31,32), et (iv) expression par des cellules eucaryotes de protéines chimères MPO-TPO obtenues par mutagenèse dirigée et analyse de leur liaison aux aAc anti- TPO (33-35) . Ces approches ont démontré une réponse restreinte des aAc spécifiques anti-TPO, qui reconnaissent principalement une région immunodominante discontinue (RID) . Par compétition entre les aAc anti-TPO présents dans les sérums de patients et un pool d'Acm anti-TPO, la RID a été divisée en deux domaines imbriqués nommés A et B (25) . Récemment, Guo et ses collaborateurs (23) , en utilisant le même pool d'anticorps murins et des fragments (Fabs) d'anticorps monoclonaux humains anti-TPO comme compétiteurs, ont défini les domaines A et B de la RID avec une nomenclature inversée. Cette seconde nomenclature, définie en utilisant les Fabs humains, sera utilisée ci- après. La RID a été partiellement caractérisée seulement, sans relation directe claire entre les régions identifiées. Les auteurs font 1 ' hypothèse que la plupart des techniques couramment utilisées pour cartographier les epitopes linéaires des anticorps monoclonaux sont inadéquates pour définir de manière précise un épitope discontinu sur des molécules comme la TPO, qui ont une architecture hautement organisée.Different approaches have been used to determine the epitopic regions recognized by the anti-TPO aAc present in patient sera and to identify the critical amino acids involved in these interactions: (i) competition between mouse mAbs or rabbit polyclonal antisera and human anti-TPO aAc (13,23-25) for binding to TPO, (ii) analysis of human anti-TPO aAc binding to recombinant and / or truncated Ag (15,16,26-30 ), (iii) generation of TPO fragments by enzymatic hydrolysis followed by analysis of their binding to anti-TPO aAc (31,32), and (iv) expression by eukaryotic cells of chimeric MPO-TPO proteins obtained by mutagenesis directed and analysis of their binding to anti-TPO aAc (33-35). These approaches have demonstrated a limited response to specific anti-TPO aAc, which mainly recognize a discontinuous immunodominant region (RID). By competition between anti-TPO mAbs present in patient sera and a pool of anti-TPO mAbs, RID has been divided into two nested domains named A and B (25). Recently, Guo et al. (23), using the same pool of murine antibodies and fragments (Fabs) anti-TPO human monoclonal antibodies as competitors, defined the A and B domains of RID with a reverse nomenclature. This second nomenclature, defined using human Fabs, will be used below. RID was only partially characterized, with no clear direct relationship between the regions identified. The authors hypothesize that most of the techniques commonly used to map the linear epitopes of monoclonal antibodies are inadequate to precisely define a discontinuous epitope on molecules like TPO, which have a highly organized architecture.
Les travaux de recherche réalisés dans le cadre de l'invention sont basés sur la combinaison de deux approches technologiques déjà utilisées pour définir les epitopes hautement structurés (36-39). Premièrement, des peptides ont été sélectionnés pour leur capacité à mimer des epitopes naturels par criblage de banques de peptides présentés à la surface de phages . Deuxièmement, les alignements de séquences des mimotopes sélectionnés, avec la séquence primaire de l'Ag, et par repositionnement de ces peptides sur la structure tridimensionnelle de l'Ag, ont permis l'identification d' epitopes conformationnels potentiels.The research carried out in the context of the invention is based on the combination of two technological approaches already used to define highly structured epitopes (36-39). First, peptides were selected for their ability to mimic natural epitopes by screening libraries of peptides presented on the surface of phages. Second, the sequence alignments of the selected mimotopes, with the primary Ag sequence, and by repositioning of these peptides on the three-dimensional structure of Ag, allowed the identification of potential conformational epitopes.
Cette stratégie a été utilisée pour définir l' épitope reconnu par 1 ' aAc anti-TPO IgGl recombinant T13, aAc reconnaissant la RID de la TPO. Cet aAc anti-TPO T13 recombinant a été obtenu à partir d'une banque d'anticorps présentés à la surface de phages, construite à partir de cellules B infiltrants la thyroïde de patients atteints de la maladie de Basedo (40, 41) . Quatre régions distinctes de la TPO appartenant aux domaines homologues de la MPO et du CCP définissent la RID discontinue, reconnue par 1 ' aAc T13 humain recombinant mais également par les aAc anti-TPO présents dans les sérums des patients souffrant des maladies de Basedow et d'Hashimoto.This strategy was used to define the epitope recognized by the anti-TPO recombinant Ig13 IgG1 aAc, aAc recognizing the RID of TPO. This recombinant anti-TPO T13 aAc was obtained from a library of antibodies presented on the surface of phages, constructed from B cells which infiltrate the thyroid of patients with Graves' disease (40, 41). Four distinct regions of TPO belonging to the homologous domains of MPO and CCP define the discontinuous RID, recognized by recombinant human aAc T13 but also by anti-TPO aAc present in the sera of patients suffering from Graves' disease and Hashimoto's.
La RID reconnue par les aAc anti-TPO, qui est un des auto-antigènes majeurs (aAg) dans les MAIT, n'a pas encore été complètement définie. En utilisant la technique de phages présentant à leur surface des peptides, la Demanderesse a identifié trois motifs critiques, LxPExD, QSYP, et Ex(E/D)PPV, dans les 12 mimotopes sélectionnés, qui interagissent directement avec 1 ' aAc humain recombinant anti-TPO nommé T13.The RID recognized by anti-TPO aAc, which is one of the major autoantigens (aAg) in MAIT, has not yet been fully defined. Using the phage technique having peptides on their surface, the Applicant has identified three critical motifs, LxPExD, QSYP, and Ex (E / D) PPV, in the 12 selected mimotopes, which interact directly with the anti recombinant human aAc -TPO named T13.
L'alignement des séquences mimotopes avec la molécule TPO, ainsi que l'analyse de la fixation de l'aAc T13 sur les mutants de la TPO exprimés dans des cellules CHO, ont montré que les régions 353-363, 377-386, et 713- 720 du domaine homologue de la MPO et la région 766-775 du domaine CCP sont une partie de la RID reconnue par 1 ' aAc recombinant T13. De plus, la Demanderesse a démontré que ces régions sont impliquées dans la liaison des aAc anti- TPO présents dans les sérums de patients souffrant des maladies auto-immunes de Hashimoto et de Basedow.The alignment of the mimotope sequences with the TPO molecule, as well as the analysis of the binding of the T13 aAc on the TPO mutants expressed in CHO cells, showed that the regions 353-363, 377-386, and 713- 720 of the MPO homologous domain and region 766-775 of the CCP domain are a part of the RID recognized by the T13 recombinant aAc. In addition, the Applicant has demonstrated that these regions are involved in the binding of anti-TPO aAc present in the sera of patients suffering from autoimmune diseases of Hashimoto and Basedow.
Le but de la présente invention est précisément d'offrir de nouveaux moyens de diagnostic et de thérapie des MAIT. En effet, l'identification de la RID permet maintenant d'améliorer le diagnostic des MAIT par l'utilisation 1) d'une "miniTPO" ingéniérée, remplaçant la TPO dans des Kits de dosage des aAc anti-TPO de patients atteints de MAIT et 2) grâce à la définition d'aAc humains recombinants anti-TPO capables de rentrer en compétition avec les aAc anti-TPO de patients et 3) l'utilisation d'aAc humains recombinants anti-TPO servant d'étalons internes. D'autre part l'utilisation de peptides mimotopes en thérapeutiques permettrait de bloquer les réponses autoimmunes non désirées.The purpose of the present invention is precisely to offer new means of diagnosis and therapy of MAIT. Indeed, the identification of RID now makes it possible to improve the diagnosis of MAIT by the use of 1) an engineered "miniTPO", replacing TPO in anti-TPO aAc assay kits from patients with MAIT and 2) by the definition of recombinant human anti-TPO aAc capable of competing with the anti-TPO aAc of patients and 3) the use of recombinant human anti-TPO aAc serving as internal standards. On the other hand, the use of mimotope peptides in therapeutics would block unwanted autoimmune responses.
L'invention a donc tout d'abord pour objet un peptide purifié de 5 à 20 acides aminés reconnu par les auto-anticorps dirigés contre la thyroperoxydase humaine, ledit peptide définissant un épitope discontinu issu de la région immunodominante discontinue de la thyroperoxydase humaine constituée de quatre régions distinctes de la TPO appartenant aux domaines homologues de la MPO et du CCP. L'invention se rapporte tout particulièrement, à des peptides comprenant l'un au moins un des trois motifs critiques de formules suivantes : LxPExD (SEQ ID NO.17), QSYP (SEQ ID NO.18) et Ex(E/D)PPV (SEQ ID NO.19) où x représente n' importe quel acide aminé : LxPExD (SEQ ID NO.17)The invention therefore firstly relates to a purified peptide of 5 to 20 amino acids recognized by the autoantibodies directed against human thyroperoxidase, said peptide defining a discontinuous epitope derived from the discontinuous immunodominant region of human thyroperoxidase consisting of four distinct regions of TPO belonging to the homologous domains of MPO and CCP. The invention relates very particularly to peptides comprising one at least one of the three critical units of the following formulas: LxPExD (SEQ ID NO.17), QSYP (SEQ ID NO.18) and Ex (E / D) PPV (SEQ ID NO.19) where x represents any amino acid: LxPExD (SEQ ID NO.17)
QSYP (SEQ ID NO.17)QSYP (SEQ ID NO.17)
ExEPPV ou ExDPPV (SEQ ID NO.18), lesdits peptides définissant un épitope discontinu issu de la RID de la TPOh constituée de quatre régions distinctes de la TPO appartenant aux domaines homologues de la MPO et du CCP.ExEPPV or ExDPPV (SEQ ID NO.18), said peptides defining a discontinuous epitope derived from the RID of the TPOh consisting of four distinct regions of TPO belonging to the homologous domains of MPO and CCP.
Ledit épitope discontinu est issu de la région immunodominante discontinue de la thyroperoxydase humaine constituée des régions 353-363 (SEQ ID NO.l), 377-386 (SEQ ID NO.2), et 713-720 (SEQ ID NO.3) du domaine homologue de la myéloperoxydase (MPO) et la région 766-775 (SEQ ID NO.4) du domaine homologue de la protéine de contrôle du complément (CCP) .Said discontinuous epitope is derived from the discontinuous immunodominant region of human thyroperoxidase consisting of regions 353-363 (SEQ ID NO.l), 377-386 (SEQ ID NO.2), and 713-720 (SEQ ID NO.3) of the homologous domain of myeloperoxidase (MPO) and the region 766-775 (SEQ ID NO.4) of the homologous domain of the complement control protein (CCP).
L'invention concerne plus particulièrement les 12 peptides mimotopes dont les séquences sont identifiées par les numéros SEQ ID N° : 5 à SEQ ID No. 12 dans la liste de séquences en annexe :The invention relates more particularly to the 12 mimotope peptides whose sequences are identified by the numbers SEQ ID N °: 5 to SEQ ID No. 12 in the attached sequence list:
KLLPEDDESRTYHTV (SEQ ID NO.5)KLLPEDDESRTYHTV (SEQ ID NO.5)
KLFPEEDEMRTETQR (SEQ ID NO 6) RLAPEPDDPITPMTK (SEQ ID NO.7)KLFPEEDEMRTETQR (SEQ ID NO 6) RLAPEPDDPITPMTK (SEQ ID NO.7)
ELNPEPDTEVFPMTF (SEQ ID NO 8)ELNPEPDTEVFPMTF (SEQ ID NO 8)
TQSYPPPPA RAASR (SEQ ID NO.9)TQSYPPPPA RAASR (SEQ ID NO.9)
QLSPESDYDDHGMRY (SEQ ID NO.10)QLSPESDYDDHGMRY (SEQ ID NO.10)
SQSYPEPARGSVPMP (SEQ ID NO.11) GQSYPPRPDTSLHVT (SEQ ID NO.12)SQSYPEPARGSVPMP (SEQ ID NO.11) GQSYPPRPDTSLHVT (SEQ ID NO.12)
KNSRQSYPEPAPVYH (SEQ ID NO.13)KNSRQSYPEPAPVYH (SEQ ID NO.13)
ENEPP TTESKLQS (SEQ ID NO.14) ESDPPVASYQWRLIN (SEQ ID NO.15) ESVMQSYPPHLQIPG (SEQ ID NO.16)ENEPP TTESKLQS (SEQ ID NO.14) ESDPPVASYQWRLIN (SEQ ID NO.15) ESVMQSYPPHLQIPG (SEQ ID NO.16)
En combinant la technique de peptides présentés par des phages avec l'alignement des séquences de mimotopes sur la molécule TPO, la Demanderesse a précisément identifié trois régions (353-363, 377-386, et 713-720) appartenant au domaine homologue de la MPO et une région (766-775) située sur le domaine homologue du CCP qui est une partie de la RID. Aussi la RID qui comprend ces quatre régions qui sont cruciales pour la fixation des aAc anti-TPOh a été localisé sur un modèle 3D de la TPOh. Cette RID est reconnue (i) par 1 ' aAc T13 recombinant humain obtenu à l'aide d'une banque d'aAc recombinant humain construite à partir de cellules B infiltrant la thyroïde de patients atteints de la maladie de Basedow (40,41) et (ii) par aAc anti-TPO présents dans le sérum de patients souffrant des maladies thyroïdiennes de Basedow et de Hashimoto.By combining the phage peptide technique with the alignment of mimotope sequences on the TPO molecule, the Applicant has precisely identified three regions (353-363, 377-386, and 713-720) belonging to the homologous domain of the DFO and a region (766-775) located on the homologous domain of the CCP which is a part of the RID. Also the RID which includes these four regions which are crucial for the binding of anti-TPOh aAc was located on a 3D model of TPOh. This RID is recognized (i) by human recombinant aAc T13 obtained using a recombinant human aAc bank constructed from B cells infiltrating the thyroid of patients with Graves' disease (40,41) and (ii) by anti-TPO aAc present in the serum of patients suffering from Graves' and Hashimoto's thyroid diseases.
De plus, cette démonstration a été obtenue en utilisant 1 ' aAg TPO complet exprimé par des cellules eucaryotes . Sachant que les aAc anti-TPO présents dans les sérums de patients sont dirigés contre cette RID, un tel résultat permet d'améliorer la compréhension de la reconnaissance de la TPO par le système immunitaire lors des MAIT. Aussi, la synthèse d'une "mini-TPO" contrainte qui mime la RID identifiée par la Demanderesse présente une valeur diagnostique importante pour détecter les aAc spécifiques de la TPO.In addition, this demonstration was obtained using the full-length aAg TPO expressed by eukaryotic cells. Knowing that the anti-TPO aAc present in the sera of patients are directed against this RID, such a result makes it possible to improve the understanding of the recognition of TPO by the immune system during MAIT. Also, the synthesis of a constrained "mini-TPO" which mimics the RID identified by the Applicant presents an important diagnostic value for detecting the specific aAc of TPO.
En conséquence l'invention se rapporte également un procédé de détection d'aAc anti-TPO dans un échantillon d'un individu caractérisé en ce qu'il comprend : a) la mise en contact dudit échantillon avec au moins un peptide défini précédemment, dans des conditions permettant la formation de complexe immunologique, b) la détection de la formation de complexe immunologique entre un aAc anti-TPO et ledit peptide pour détecter la présence d'aAc anti-TPO dans l'échantillon de 1' individu.Consequently, the invention also relates to a method for detecting anti-TPO aAc in a sample of an individual characterized in that it comprises: a) bringing said sample into contact with at least one peptide defined above, in conditions allowing the formation of an immunological complex, b) the detection of the formation of an immunological complex between an anti-TPO aAc and said peptide for detect the presence of anti-TPO aAc in the sample of the individual.
L'échantillon peut être tout fluide biologique d'un sujet susceptible de contenir les aAc.The sample can be any biological fluid from a subject likely to contain the aAc.
Le procédé selon l'invention est intéressant pour le diagnostic de pathologies autoimmunes plus particulièrement thyroïdiennes. L'invention se rapporte donc également à un kit pour la mise du procédé ci-dessus comprenant :The method according to the invention is advantageous for the diagnosis of autoimmune pathologies more particularly thyroid. The invention therefore also relates to a kit for carrying out the above method comprising:
- une quantité adéquate d'au moins un peptide défini précédemment pour fixer des aAc anti-TPO dans un échantillon,- an adequate amount of at least one peptide defined above to fix anti-TPO aAc in a sample,
- un ou plusieurs réactifs pour la détection des complexes immunologiques formés entre ledit peptide et les aAc anti-TPO,one or more reagents for the detection of the immunological complexes formed between said peptide and the anti-TPO aAc,
- éventuellement, un ou plusieurs réactif étalon comme des anticorps recombinants humains de référence.- optionally, one or more standard reagent such as recombinant human antibodies of reference.
L'invention a aussi pour objet un anticorps anti-The subject of the invention is also an anti-antibody
TPO humain dirigé contre un peptide ci-dessus. L'invention se rapporte aussi à des anticorps recombinants humains dirigés contre la TPO. Il s'agit d'anticorps recombinants humains obtenus à l'aide de banques combinatoires d'anticorps construites par la Demandresse à partir de lymphocytes B infiltrant la thyroïde de patients atteints de la maladie de Basedow. Ces anticorps sont préparés par des techniques connues de l'homme du métier conformément à la description des méthodes ci-dessous mises en œuvre dans le cadre de l'invention. Les anticorps selon l'invention sont utiles notamment comme référence pour le procédé de détection d'aAc anti-TPO.Human TPO directed against a peptide above. The invention also relates to recombinant human antibodies directed against TPO. These are human recombinant antibodies obtained using combinatorial banks of antibodies constructed by la Demandresse from B lymphocytes infiltrating the thyroid of patients suffering from Graves' disease. These antibodies are prepared by techniques known to those skilled in the art in accordance with the description of the methods below used in the context of the invention. The antibodies according to the invention are useful in particular as a reference for the method of detecting anti-TPO aAc.
L'invention concerne aussi des compositions pharmaceutiques comprenant à titre d'agent d'actif au moins un peptide ou un anticorps tels que définis précédemment. Ces compositions sont utiles pour la prévention et le traitement des Maladies Autoimmunes et plus particulièrement Thyroïdiennes et/ou des Cancers thyroïdiens .The invention also relates to pharmaceutical compositions comprising as active agent at least one peptide or an antibody as defined above. These compositions are useful for the prevention and treatment of Autoimmune Diseases and more particularly Thyroid and / or Thyroid Cancers.
L'invention à aussi pour objet une méthode de préparation de peptides mimétiques du site de liaison des aAc anti-TPO sur la TPO utilisant les peptides et anticorps définis précédemment. Ces peptides mimétiques sont utiles pour la préparation de compositions pharmaceutiques destinées au traitement ou à la prévention des MAIT. En effet, ces peptides mimétiques sont capables de bloquer la présentation de l'Ag par les aAc anti-TPO fixés à la membrane des cellules B (6,7), conduisant à la réponse auto-immune des cellules T dans les MAIT et au blocage de l'activité cytotoxique des aAc de patients souffrant de MAIT, ces deux mécanismes ayant pour résultat la destruction de la thyroïde.The invention also relates to a method for preparing mimetic peptides of the anti-TPO aAc binding site on TPO using the peptides and antibodies defined above. These mimetic peptides are useful for the preparation of pharmaceutical compositions intended for the treatment or prevention of MAIT. Indeed, these mimetic peptides are capable of blocking the presentation of Ag by the anti-TPO aAc attached to the membrane of B cells (6,7), leading to the autoimmune response of T cells in MAIT and to blocking the cytotoxic activity of aAc in patients with MAIT, these two mechanisms resulting in the destruction of the thyroid.
Dans les compositions selon l'invention, les peptides peuvent être sous forme soluble (L-acide aminé, D- acide aminé ou peptide rétro-inverso) ou sous la forme de protéines de fusion ou encore présentés par une molécule porteuse.In the compositions according to the invention, the peptides can be in soluble form (L-amino acid, D-amino acid or retro-inverso peptide) or in the form of fusion proteins or also presented by a carrier molecule.
La dose de peptide sera choisie pour avoir un effet thérapeutique durable, en accord avec la présente invention et en minimisant les effets physiologiques néfastes, qui sera déterminée par le corps médical. L'administration desdits peptides (seul ou en association) pourra se faire par injection intramusculaire, sous-cutanée, intradermique ou orale en fonction des indications décrites par les procédures pharmaceutiques.The dose of peptide will be chosen to have a lasting therapeutic effect, in accordance with the present invention and while minimizing the harmful physiological effects, which will be determined by the medical profession. The administration of said peptides (alone or in combination) can be done by intramuscular, subcutaneous, intradermal or oral injection according to the indications described by pharmaceutical procedures.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront des exemples qui suivent où il sera fait référence aux figures en annexe dans lesquelles : - La figure 1 illustre les tests de pureté et de spécificité de l'aAc anti-TPO T13. La pureté et la spécificité ont été étudiées comme décrit dans les Méthodes. (A) Chaque échantillon (2μg de protéines) a été déposé sur deux gels de polyacrylamide 8% en présence de SDS . Le premier a été coloré avec du bleu de Coomassie brillant R-250 (lignes 1 et2) et le second a été analysé par Western Blot (lignes 3 et 4) . Les lignes 1 et 3 montrent les surnageants de baculovirus avant purification. Les lignes 2 et 4 montrent 1 ' aAc T13 après purification (flèche noire) . Les masses moléculaires (MW) en kDa sont indiquées à gauche de la figure. (B) La spécificité de 1 ' aAc T13 a été analysée par ELISA. La fixation de 1 ' aAc T13 (cercles ouverts) et des IgGx polyclonales humaines comme contrôle (triangles fermés) sur la TPO sont également montrés .Other advantages and characteristics of the invention will appear from the following examples where reference will be made to the appended figures in which: - Figure 1 illustrates the purity and specificity tests of the anti-TPO T13 aAc. Purity and specificity have been studied as described in the Methods. (A) Each sample (2μg of proteins) was deposited on two 8% polyacrylamide gels in the presence of SDS. The first was stained with brilliant Coomassie blue R-250 (lines 1 and 2) and the second was analyzed by Western Blot (lines 3 and 4). Lanes 1 and 3 show the baculovirus supernatants before purification. Lines 2 and 4 show the aAc T13 after purification (black arrow). The molecular masses (MW) in kDa are indicated on the left of the figure. (B) The specificity of aAc T13 was analyzed by ELISA. The binding of aAc T13 (open circles) and human polyclonal IgG x as a control (closed triangles) on TPO are also shown.
- La figure 2 montre les résultats de l'analyse des mimotopes T13 spécifiques par la technique Spot.- Figure 2 shows the results of the analysis of specific T13 mimotopes by the Spot technique.
La figure 2A illustre 1 ' immunoréactivité des peptides avec 1 ' aAc T13 étudiée par la technique de Spot. La réactivité de 1 ' aAc T13 complexé avec un anticorps secondaire ou la réactivité de l'anticorps secondaire seul sont montrées à gauche (voir les Méthodes) .FIG. 2A illustrates the immunoreactivity of the peptides with the aAc T13 studied by the Spot technique. The reactivity of aAc T13 complexed with a secondary antibody or the reactivity of the secondary antibody alone are shown on the left (see Methods).
La figure 2B montre l'identification par remplacement en alanine, des résidus critiques des mimotopes. Des séries d'analogues de l' alanine de chacune des séquences peptidiques précédemment trouvées comme étant réactives avec l'aAc T13 ont été préparées et testées par la technique Spot. La légende "acide aminé remplacé" indique quel résidu a été remplacé par l' alanine (ou la glycine quand le résidu naturel est l' alanine) . La réactivité spécifique de l'aAc T13 sur la membrane Spot est représentée par un en haut de chaque histogramme, et le pourcentage de fixation de l'aAc T13 sur chaque analogue en comparaison avec la séquence de type sauvage est montré par les histogrammes. Seul un mimotope représentatif de chaque famille a été illustré. Les acides aminés soulignés représentent les résidus critiques observés pour plusieurs peptides appartenant à chaque famille. - La figure 3 montre l'alignement de séquences entre les mimotopes et la séquence de la TPO humaine. Les alignements ont été obtenus comme décrit dans les Méthodes. Les motifs critiques des mimotopes spécifiques de l'aAc T13 sont soulignés. Les résidus identiques entre les mimotopes et la séquence primaire de la TPO humaine sont représentés en lettres grasses. - La figure 4 montre la localisation des régions mutées sur un diagramme en ruban tridimensionnel de la structure de la TPO humaine .FIG. 2B shows the identification, by alanine replacement, of the critical residues of the mimotopes. Sets of alanine analogs from each of the peptide sequences previously found to be reactive with aAc T13 were prepared and tested by the Spot technique. The legend "amino acid replaced" indicates which residue has been replaced by alanine (or glycine when the natural residue is alanine). The specific reactivity of aAc T13 on the Spot membrane is represented by a at the top of each histogram, and the percentage of binding of aAc T13 on each analog in comparison with the wild type sequence is shown by the histograms. Only one mimotope representative of each family has been illustrated. The underlined amino acids represent the critical residues observed for several peptides belonging to each family. - Figure 3 shows the sequence alignment between the mimotopes and the sequence of human TPO. The alignments were obtained as described in the Methods. The critical reasons for the specific mimotopes of aAc T13 are underlined. The identical residues between the mimotopes and the primary sequence of human TPO are represented in bold letters. - Figure 4 shows the location of the mutated regions on a three-dimensional ribbon diagram of the structure of human TPO.
La figure 4A est une modélisation de la structure de la TPO humaine montrant les domaines homologues de la MPO, du CCP, et de l'EGF, reproduit avec autorisation (13) . Cette représentation correspond à la juxtaposition du modèle tridimensionnel de chaque domaine. Les mutations produites par mutagenèse "dirigée" sont représentées, les positions 353-363 (1) , 377-386 (2) , 506-514 (3) , 713-720 (4) , 737-740 (5) , et 766-778 (6) La flexibilité des régions charnières est représentée par une flèche blanche.Figure 4A is a modeling of the structure of human TPO showing the homologous domains of MPO, CCP, and EGF, reproduced with permission (13). This representation corresponds to the juxtaposition of the three-dimensional model of each domain. The mutations produced by "directed" mutagenesis are shown, positions 353-363 (1), 377-386 (2), 506-514 (3), 713-720 (4), 737-740 (5), and 766 -778 (6) The flexibility of the hinge regions is represented by a white arrow.
La figure 4B est une modélisation représentant le repliement possible du domaine homologue du CCP sur le domaine homologue du MPO (le domaine homologue de l'EGF n'est pas représenté pour simplifier la figure). Une flèche blanche indique le mouvement possible du domaine homologue du CCP pour former la surface de fixation immunodominante virtuellement représentée par trois lignes gris clair tachées. La jonction entre les domaines homologues de la MPO et du CCP est montrée par les lignes blanches tachées. La distance (en A) entre les régions 377-387 et 713-720 est montrée. Le modèle a été ajusté en utilisant le logiciel public Swiss-PDB viewer 3.7b2 disponible à l'adresse URL : www. expasy. ch/spdbv. - La figure 5 montre les résultats des analyses parFIG. 4B is a modeling representing the possible folding of the homologous domain of the CCP onto the homologous domain of DFO (the homologous domain of the EGF is not shown to simplify the figure). A white arrow indicates the possible movement of the homologous domain of the CCP to form the immunodominant fixation surface virtually represented by three light gray stained lines. The junction between the homologous domains of MPO and CCP is shown by the white stained lines. The distance (in A) between regions 377-387 and 713-720 is shown. The model was adjusted using the public software Swiss-PDB viewer 3.7b2 available at the URL address: www. ExPASy. ch / spdbv. - Figure 5 shows the results of the analyzes by
Western Blot et ELISA qui prouvent que l'aAc T13 reconnaît les domaines homologues de la MPO et du CCP.Western Blot and ELISA which prove that aAc T13 recognizes the homologous domains of MPO and CCP.
La figure 5A montre les Western Blots avec des protéines membranaires natives ou dénaturées réalisés comme indiqué dans les Méthodes. Des anticorps monoclonaux Acm 47 (10 μg/ml) , Acm 6F5 (10 μg/ml) , l'aAc T13 (10 μg/ml) , et des antisérums polyclonaux de lapin (1:300) ont été utilisés et identifiés sur la droite de la figure. Les bandes spécifiques de la TPO sont montrées par des flèches noires et les masses moléculaires en kDa sont indiquées sur la gauche . La figure 5B illustre les expériences d' ELISA par compétition réalisées avec des anticorps monoclonaux murins Acm 47, Acm 6F5, et l'Acm 2C2 dirigé contre la digoxigénine (contrôle), comme compétiteurs pour la fixation de l'aAc T13 à la TPO (voir les Méthodes) . - La figure 6 illustre que la liaison des Acm anti-Figure 5A shows Western blots with native or denatured membrane proteins made as indicated in the Methods. Monoclonal antibodies Acm 47 (10 μg / ml), Acm 6F5 (10 μg / ml), aAc T13 (10 μg / ml), and polyclonal rabbit antisera (1: 300) were used and identified on the right of the figure. The specific bands of TPO are shown by black arrows and the molecular weights in kDa are indicated on the left. FIG. 5B illustrates the competitive ELISA experiments carried out with murine monoclonal antibodies Acm 47, Acm 6F5, and mAb 2C2 directed against digoxigenin (control), as competitors for the binding of aAc T13 to TPO ( see Methods). - Figure 6 illustrates that the binding of anti-mAbs
TPO et des sérums de patients sur les protéines membranaires est affectée par les mutations de la TPO. Les effets des mutations de la TPO sur la fixation des Acm anti-TPO ou des sérums des patients ont été évalués par ELISA.TPO and patient sera on membrane proteins is affected by TPO mutations. The effects of TPO mutations on the binding of anti-TPO mAbs or patient sera were evaluated by ELISA.
La figure 6A montre les résultats obtenus avec l'aAc T13 ou Acm 6F5. (b) Les sérums des patients ayant une thyroïdite de Hashimoto [patient 1 (-•- ) , patient 2Figure 6A shows the results obtained with aAc T13 or Acm 6F5. (b) Sera from patients with Hashimoto's thyroiditis [patient 1 (- • -), patient 2
(-B- ) , patient 3 ( —àr- ) , patient 4 ( ) , et patient 5 ( -X— )] , une maladie de Basedow [patient 6 ( O ) , patient 7 (-Eh ), patient 8 (-ér~ )/ patient 9 (-0- ), et patient 10 ( X- ) ] , les autres affections auto-immunes ont été testés pour leur capacité à fixer les protéines de membrane extraites des cellules CHO transfectées stables ou de type sauvage (voir les Méthodes) . Les résultats sont donnés en absorbance après soustraction des valeurs du bruit de fond correspondant à la fixation des sérums aux protéines de membrane des cellules CHO non transfectées et sont exprimées comme la moyenne des valeurs dupliquées +/- SD.(-B-), patient 3 (—àr-), patient 4 (), and patient 5 (-X—)], Graves' disease [patient 6 (O), patient 7 (-Eh), patient 8 ( -er ~) / patient 9 (-0-), and patient 10 ( X-)], the other autoimmune disorders were tested for their capacity to fix the membrane proteins extracted from stable or type transfected CHO cells wild (see Methods). The results are given in absorbance after subtracting the values of the background noise corresponding to the binding of the sera to the membrane proteins of the non-transfected CHO cells and are expressed as the average of the duplicated values +/- SD.
I - Méthodes .I - Methods.
1) Sérums des patients. Les sérums de cinq patients atteints de la maladie de Basedow, ceux de cinq patients ayant une thyroïdite de Hashimoto, et ceux de quatre donneurs sains ont été obtenus (Hôpital Guy de Chauliac, Montpellier, France) . Les titres d'aAc anti-TPO ont été déterminés par radio-immunoessai en utilisant un kit TPO AB-CT (Cis bio, Gif sur Yvette, France) . Les sérums des patients ont ensuite été caractérisés pour la présence d'aAc anti-récepteurs de la TSH par un essai avec un récepteur radio-marqué en utilisant le kit à usage humain TRAK (BRAHMS, Hennigsdorf, Germany) et pour leurs taux en T3 , T4 et TSH. Comme contrôle, huit sérums de patients souffrant d'autres maladies auto-immunes, deux de diabète de type 1 (T1D) , quatre d'un lupus érythémateux systémique (SLE) , un de vascularite et un d'arthrite rhumatoïde (RA) .1) Patient sera. The sera of five patients with Graves' disease, those of five patients with Hashimoto's thyroiditis, and those of four healthy donors were obtained (Guy de Chauliac Hospital, Montpellier, France). The anti-TPO aAc titers were determined by radioimmunoassay using an AB-CT TPO kit (Cis bio, Gif sur Yvette, France). The patient's sera were then characterized for the presence of anti-TSH receptor AAs by a test with a radio-labeled receptor using the TRAK human kit (BRAHMS, Hennigsdorf, Germany) and for their T3 levels. , T4 and TSH. As a control, eight sera from patients suffering from other autoimmune diseases, two from type 1 diabetes (T1D), four from systemic lupus erythematosus (SLE), one from vasculitis and one from rheumatoid arthritis (RA).
2) Matériel .2) Material.
De la TPOh, purifiée (pureté supérieure à 95%) de glandes thyroïdes, a été utilisée. Le plasmide codant pour la TPO humaine complète a été fourni par le Cedars-Sinai Médical Center, Los Angeles, Californie, USA. Les Acm anti- TPO Acm 47 ont été fournis par l'Unité INSERM 555, Marseille, France. (42) . Les Acm anti-TPO Acm 6F5 et les sérums polyclonaux de lapin anti-TPO ont été respectivement obtenus auprès de Hy Test Ltd (Turku, Finlande) et Abcys S.A. (Paris, France).Purified TPOh (purity greater than 95%) from the thyroid glands was used. The plasmid encoding complete human TPO was provided by the Cedars-Sinai Medical Center, Los Angeles, California, USA. The anti-TPO Acm 47 mAbs were supplied by INSERM 555, Marseille, France. (42). The anti-TPO Acm 6F5 mAbs and the anti-TPO polyclonal rabbit sera were respectively obtained from Hy Test Ltd (Turku, Finland) and Abcys S.A. (Paris, France).
3) Clonage, expression et purification de l'aAc T13 humain. Le fragment scFv de l'anticorps anti-TPO recombinant humain T13 a été sélectionné à partir d'une banque d'anticorps présentés par des phages obtenues à partir de cellules B extraites de tissus thyroïdiens de patients atteints de la maladie de Basedow (40). L'aAc T13 a été exprimé sous forme d' immunoglobuline IgGl entière en utilisant le système cellulaire baculovirus/insecte comme décrit (41,43-44) . L ' IgGl T13 a été purifiée par chromatographie d'affinité sur une colonne de protéine G et la concentration a été déterminée par 1 ' absorbance à 280nm (E°'1% =1,40) .3) Cloning, expression and purification of human T13 aAc. The scFv fragment of the recombinant human anti-TPO antibody T13 was selected from a library of antibodies presented by phages obtained from B cells extracted from thyroid tissues of patients with Graves' disease (40) . AAc T13 was expressed as whole IgG1 immunoglobulin using the baculovirus / insect cell system as described (41,43-44). IgGl T13 was purified by affinity chromatography on a protein G column and the concentration was determined by absorbance at 280 nm (E ° ' 1% = 1.40).
4) Pureté, spécificité, et paramètres cinétiques de l'aAc T13. La pureté a été analysée par électrophorèse sur gel d'acrylamide 8% en présence de SDS (SDS-PAGE) dans des conditions non-réductrices, suivie d'une coloration au Bleu brillant de Coomassie ou d'un transfert sur une membrane PVDF (Novex, San Diego, Californie, USA) et révélée par un anticorps spécifique anti-Fc de 1 ' IgG humaine conjugué à la peroxydase (Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, USA) dilué au 1:1000, en utilisant un système de détection ECL (Amersham Pharmacia Biotech, Piscataway, New Jersey, USA) . Puis, la spécificité de l'aAc a été déterminée par ELISA. Les puits de la plaque de microtitration ont été recouverts avec 9 nM de TPO (lμg/ml) dans 100 mM de NaHC03 , pH 9, pendant toute une nuit à 4°C. Les puits ont été lavés avec 0,05% de Tween 20 dans du PBS (PBS-T), pH 7,3 et saturés avec du lait en poudre 2% dans du PBS-T pendant une heure à 37°C. Après lavage, l'aAc T13, ou 1 ' IgGl humaine purifiée (Sigma) utilisée comme contrôle, a été incubé avec 1% de lait en poudre dans du PBS-T (tampon d'incubation) pendant 1 h 30 à 37°C. Après lavage, un anticorps anti-IgG humaine conjugué à la phosphatase alcaline (Sigma, dilué au 1:1 000) a été ajouté au tampon d'incubation, et les puits ont été incubés pendant 1 h à 37°C. Après trois lavages, la réactivité a été révélée avec du 4-nitrophenyl phosphate lmg/ml dans du diéthanolamine/HCl 0,5M, pendant 1 h à 37°C. Les paramètres cinétiques de l'aAc T13 ont été obtenus par l'analyse en temps réel comme cela a été précédemment décrit (41) . L'aAc T13, exprimé comme fragment scFv ou comme immunoglobuline IgGl intacte, inhibe entre 7,3 et 100% de la liaison à la TPO des échantillons de sérum des patients atteints de MAIT qui ont été testés (40,41).4) Purity, specificity, and kinetic parameters of aAc T13. Purity was analyzed by electrophoresis on 8% acrylamide gel in the presence of SDS (SDS-PAGE) under non-reducing conditions, followed by staining with Coomassie brilliant blue or transfer to a PVDF membrane ( Novex, San Diego, California, USA) and revealed by a specific anti-Fc antibody of human IgG conjugated to peroxidase (Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, USA) diluted 1: 1000, using a system ECL detection (Amersham Pharmacia Biotech, Piscataway, New Jersey, USA). Then, the specificity of the aAc was determined by ELISA. The microtiter plate wells were covered with 9 nM TPO (lμg / ml) in 100 mM NaHC0 3 , pH 9, overnight at 4 ° C. The wells were washed with 0.05% Tween 20 in PBS (PBS-T), pH 7.3 and saturated with 2% milk powder in PBS-T for one hour at 37 ° C. After washing, the aAc T13, or the purified human IgG1 (Sigma) used as a control, was incubated with 1% milk powder in PBS-T (incubation buffer) for 1 h 30 at 37 ° C. . After washing, an anti-human IgG antibody conjugated with alkaline phosphatase (Sigma, diluted 1: 1000) was added to the incubation buffer, and the wells were incubated for 1 h at 37 ° C. After three washes, the reactivity was revealed with 4 mg nitrophenyl phosphate 1 mg / ml in 0.5 M diethanolamine / HCl, for 1 h at 37 ° C. The kinetic parameters of aAc T13 were obtained by real-time analysis as previously described (41). AAc T13, expressed as a scFv fragment or as an intact IgG1 immunoglobulin, inhibits between 7.3 and 100% of TPO binding in serum samples from patients with MAIT who have been tested (40,41).
5) Sélection et enrichissement (Panning) suivi du criblage des peptides présentés par des phages.5) Selection and enrichment (Panning) followed by screening of the peptides presented by phages.
Quatre banques de phages (LX-8/f88.4, Xls/f88.4, X8CX8/f88.4 et X30/f88.4) dans lesquelles les peptides ont été exprimés à l'extrémité N-terminale de la protéine pV II et présentés à la surface du bactériophage filamenteux M13, ont été obtenus auprès de l'Université Simon Fraser, Burnaby, Canada (45). Les phages spécifiques de l'aAc T13 ont été sélectionnés par une méthode de panning comme précédemment décrit (46) . Les phages-peptides spécifiques de l'aAc T13 ont été élues (i) au moyen d'une élution acide, avec 3 ml d'une solution : 0,1 M HCl, 0,1 M de glycine, BSA 1 mg/ml , pH 2,2, pendant 30 minutes à température ambiante puis neutralisés par ajout de 300 μl de Tris-HCl 5 M, pH 9,2, (ii) par compétition avec une solution de TPO 180nM (20 μg/ml) dans 5 ml de NaCl/Tris (50 mM Tris base, 150 mM NaCl, 0,05% Tween 20, pH 7,5) pendant 2 heures à 37°C. Les phages-peptides ont été amplifiés après chaque tour de panning en utilisant une culture cellulaire K91 d' Es ch e r i ch i a c o l i en croissance exponentielle et les phages-peptides T13-spécifiques ont été clones et caractérisés par ELISA comme il a été décrit (46) . Les clones ayant donnant une absorbance plus de deux fois supérieure au niveau de base ont été sélectionnés.Four phage libraries (LX-8 / f88.4, X ls /f88.4, X 8 CX 8 / f88.4 and X 30 / f88.4) in which the peptides were expressed at the N-terminus of the pV II protein and presented on the surface of the filamentous bacteriophage M13, were obtained from Simon Fraser University, Burnaby, Canada (45). The specific phages of the aAc T13 were selected by a panning method as previously described (46). The phage-peptides specific for aAc T13 were eluted (i) by means of an acid elution, with 3 ml of a solution: 0.1 M HCl, 0.1 M glycine, BSA 1 mg / ml , pH 2.2, for 30 minutes at room temperature and then neutralized by adding 300 μl of 5 M Tris-HCl, pH 9.2, (ii) by competition with a 180nM TPO solution (20 μg / ml) in 5 ml of NaCl / Tris (50 mM Tris base, 150 mM NaCl, 0.05% Tween 20, pH 7.5) for 2 hours at 37 ° C. The phage-peptides were amplified after each round of panning using a K91 cell culture of Es ch eri ch iacoli growing exponentially and the T13-specific phage-peptides were cloned and characterized by ELISA as described (46 ). The clones having given an absorbance more than twice greater than the basic level were selected.
Chaque clone sélectionné et purifié a ensuite été vérifié par ELISA pour sa capacité à être inhibé par la TPO soluble à une concentration de 90 nM (10 μg/ml) . Les puits des plaques de microtitration ont été recouverts avec l'aAc T13 à une concentration 13 nM dans 100 mM de NaHC03, pH9, pendant toute une nuit à 4°C. Les puits ont été lavés avec 0,05% Tween 20 dans du PBS (PBS-T), et ensuite du lait en poudre (2%) dans du PBS-T a été ajouté pendant 1 h à 37°C. Après saturation et quatre lavages, une dilution au 1:10 des phages purifiés de chaque clone a été co-incubée avec la TPO soluble pendant 1 h 30 à 37°C. Après lavage, un anticorps anti-M13 conjugué à la peroxydase (Amersham Pharmacia Biotech) dilué au 1:5000 avec du lait en poudre (1%) dans du PBS-T) a été ajouté pendant 1 h à 37°C. Trois lavages ont été réalisés et les phages résiduels liés ont été révélés avec une solution de 2 -phénylènediamine (4mg/ml) contenant 0,03% (vol/vol) de peroxyde d'hydrogène dans 0,1 M de tampon citrate, pH 5,0. Après 20 minutes, la réaction a été arrêtée en ajoutant 50 μl de H2S04 2 M dans chaque puits et 1 ' absorbance résultante a été mesurée à 490 nm. Les phages sélectionnés, dont la fixation à l'aAc T13 a été inhibée de plus de 15%, ont été séquences pour l'identification de la séquence peptidique. Comme contrôle, l'effet de la solution contenant 90 nM de thyroglobuline soluble (60 μg/ml) sur la liaison à l'aAc T13 de ces phages sélectionnés a été testée.Each selected and purified clone was then verified by ELISA for its ability to be inhibited by soluble TPO at a concentration of 90 nM (10 μg / ml). The wells of the microtitration plates were covered with aAc T13 at a concentration 13 nM in 100 mM NaHCO 3 , pH9, overnight at 4 ° C. The wells were washed with 0.05% Tween 20 in PBS (PBS-T), and then milk powder (2%) in PBS-T was added for 1 h at 37 ° C. After saturation and four washes, a 1:10 dilution of the purified phages of each clone was co-incubated with soluble TPO for 1 h 30 at 37 ° C. After washing, an anti-M13 antibody conjugated to peroxidase (Amersham Pharmacia Biotech) diluted 1: 5000 with milk powder (1%) in PBS-T) was added for 1 h at 37 ° C. Three washes were performed and the bound residual phages were revealed with a solution of 2-phenylenediamine (4 mg / ml) containing 0.03% (vol / vol) of hydrogen peroxide in 0.1 M citrate buffer, pH 5.0. After 20 minutes, the reaction was stopped by adding 50 μl of 2 M H 2 S0 4 to each well and the resulting absorbance was measured at 490 nm. The phages selected, whose binding to aAc T13 was inhibited by more than 15%, were sequenced for the identification of the peptide sequence. As a control, the effect of the solution containing 90 nM of soluble thyroglobulin (60 μg / ml) on the binding to aAc T13 of these selected phages was tested.
6) Synthèse de mimotopes, mutation successive en alanine de chaque acide aminé (alanine scanning) , et immuno-essai sur des peptides fixés sur une membrane de cellulose.6) Synthesis of mimotopes, successive mutation into alanine of each amino acid (alanine scanning), and immunoassay on peptides fixed on a cellulose membrane.
Le protocole général de synthèse de peptides en parallèle Spot a été décrit précédemment (47) . Douze pentadécapeptides correspondant aux mimotopes spécifiques sélectionnées de l'aAc T13 et leurs quinze analogues alanine, ont été synthétisés par la méthode Spot. Les peptides fixés à la membrane ont été testés par co- incubation d'une solution d'aAc T13 (0,1 μM) avec un anticorps spécifique anti-Fc humain conjugué à la peroxydase (Sigma) dilué au 1:1 000 pendant 1 h 30 à 37°C. Après trois lavages, le complexe a été révélé en utilisant le système de détection ECL (Amersham Pharmacia Biotech) sur un film sensible, et les intensités des spots ont été évaluées par le logiciel Scionlmage. La membrane a été réutilisée après un cycle de régénération. 7 ) Alignements de séquence et modélisation moléculaire .The general protocol for the synthesis of peptides in parallel with Spot has been described previously (47). Twelve pentadecapeptides corresponding to the selected specific mimotopes of aAc T13 and their fifteen alanine analogs, were synthesized by the Spot method. The peptides attached to the membrane were tested by co-incubation of a solution of aAc T13 (0.1 μM) with a specific anti-human Fc antibody conjugated to peroxidase (Sigma) diluted to 1: 1000 for 1 30 hrs at 37 ° C. After three washes, the complex was revealed using the ECL detection system (Amersham Pharmacia Biotech) on a sensitive film, and the intensities of the spots were evaluated by the Scionlmage software. The membrane was reused after a regeneration cycle. 7) Alignments of sequence and molecular modeling.
Chaque séquence d'acide aminé correspondant à un mimotope immunoréactif a été alignée avec les autres peptides sélectionnés ou avec la séquence de la TPO humaine en utilisant le programme d'alignement de séquence multiple Multalin (48) . Les homologies de séquence entre les mimotopes spécifiques de l'aAc T13 et de la TPO humaine ont été localisées sur un modèle tridimensionnel de la TPO, en utilisant les coordonnées atomiques fournies par Hobby et al. (13) .Each amino acid sequence corresponding to an immunoreactive mimotope was aligned with the other selected peptides or with the sequence of human TPO using the Multalin multiple sequence alignment program (48). The sequence homologies between the specific mimotopes of aAc T13 and human TPO were located on a three-dimensional model of TPO, using the atomic coordinates provided by Hobby et al. (13).
8) Mutagenèse dirigée et expression stable d'ADN complémentaire de TPO de type sauvage (wt) et muté. Un site de restriction de Kpnl a été ajouté par réaction de polymérisation en chaîne (PCR) juste après le codon stop de 1 'ADNc de la TPO humaine complète. L'ADNc de la TPO sauvage (wt) a été clone en utilisant les sites de Hînd III et Kpn I dans le vecteur d'expression pcDNA5/FRT du système Flp-In (Invitrogen, San Diego, Californie, USA) . Les mutants ont été construits par extension chevauchante PCR comme précédemment décrit (49) . Les mutations de substitution ont été réalisées comme suit : La séquence 353HARLRDSGRAY363 (SEQ ID NO.l) de la TPO sauvage (wt) a été remplacée par la séquence 353NQAFQANGAAL363 (SEQ ID NO.20) dans la TPO353"363 mutante, la TPO sauvage (wt) 377PEPGI PGETR386 (SEQ ID NO .2 ) par 377LLTNRLGRIG386 (SEQ ID NO. 21) TPO377"386', la TPO sauvage (wt) 506ASFQEHPDL514 (SEQ ID NO.22) par 506NRYLPMEPN514 (SEQ ID NO. 23) TPO506"514, la TPO sauvage (wt) 713KFPEDFES720 (SEQ ID NO. 24) par 713SYARLAVN720 (SEQ ID NO. 25) TPO713"720, la TPO sauvage (wt) 737PQDD740 (SEQ ID NO. 26) par 737ALAA740 (SEQ ID NO. 27) TPO737"740, la TPO sauvage (wt) 76SYSCRHGYELQ775 (SEQ ID NO. 4) par 7S6LTCEGGFRIS775 (SEQ ID NO.28) TPO766"775.8) Site-directed mutagenesis and stable expression of mutant wild-type (wt) and mutant TPO DNA. A restriction site of KpnI was added by polymerase chain reaction (PCR) just after the stop codon of the cDNA of complete human TPO. The wild-type TPO (wt) cDNA was cloned using the Hind III and Kpn I sites in the expression vector pcDNA5 / FRT of the Flp-In system (Invitrogen, San Diego, California, USA). The mutants were constructed by overlapping PCR extension as previously described (49). The substitution mutations were carried out as follows: The sequence 353 HARLRDSGRAY 363 (SEQ ID NO.l) of wild TPO (wt) has been replaced by the sequence 353 NQAFQANGAAL 363 (SEQ ID NO.20) in TPO 353 " 363 mutant, wild TPO (wt) 377 PEPGI PGETR 386 (SEQ ID NO .2) by 377 LLTNRLGRIG 386 (SEQ ID NO. 21) TPO 377 "386 ', wild TPO (wt) 506 ASFQEHPDL 514 (SEQ ID NO .22) by 506 NRYLPMEPN 514 (SEQ ID NO. 23) TPO 506 "514 , wild TPO (wt) 713 KFPEDFES 720 (SEQ ID NO. 24) by 713 SYARLAVN 720 (SEQ ID NO. 25) TPO 713" 720 , wild TPO (wt) 737 PQDD 740 (SEQ ID NO. 26) by 737 ALAA 740 (SEQ ID NO. 27) TPO 737 "740 , wild TPO (wt) 76S YSCRHGYELQ 775 (SEQ ID NO. 4) by 7S6 LTCEGGFRIS 775 (SEQ ID NO.28) TPO 766 "775 .
Toutes les séquences ont été vérifiées par la méthode de terminaison par didéoxynucléotide (50) . Le système Flp-In a été utilisé pour générer des cellules de lignée isogéniques stables de mammifère exprimant les TPO sauvage (wt) et mutées. Les cellules CHO (ATCC CCL61) ont été cultivées selon des techniques de routine dans le milieu DMEM/F-12 contenant 10% de sérum de veau fœtal (SVF) . Les transfectants stables ont été obtenus comme il est recommandé par le fabricant. La lignée de cellules hôtes CHO a été construite par transfection avec 0,5 μg du vecteur pFRT/lacZeo et sélection dans un milieu de croissance contenant 500 μg/ml de zéocine™ (Cayla, Toulouse, France) . Les clones résistants à la zéocine™ ont été criblés en identifiant ceux qui contiennent un seul site intégré FRT et exprimant la β-galactosidase à un niveau élevé. Un clone unique a été sélectionné et amplifié pour d'autres études. La génération de la TPO sauvage (wt) ou mutée a été obtenue par cotransfection, dans la lignée de cellules hôtes CHO sélectionnées résistantes à la zéocine™, du plasmide pcDNA5/FRT résistant à 1 ' hygromycine portant chaque forme de TPO et du plasmide pOG44 exprimant de façon constitutive la recombinase Flp. Deux jours plus tard, les cellules ont été cultivées dans un milieu supplémenté avec de 1 ' hygromycine B 300 μg/ml (Life Technologies, Carlsbad, Californie, USA). Les clones d'intérêt ont été sélectionnés pour leur résistance à 1 ' hygromycine, leur sensibilité à la zéocine™, et l'absence d'activité β-galactosidase.All sequences were verified by the dideoxynucleotide termination method (50). The Flp-In system was used to generate stable isogenic mammalian line cells expressing wild-type (wt) and mutated TPOs. CHO cells (ATCC CCL61) were cultured according to routine techniques in DMEM / F-12 medium containing 10% fetal calf serum (FCS). The stable transfectants were obtained as recommended by the manufacturer. The CHO host cell line was constructed by transfection with 0.5 μg of the vector pFRT / lacZeo and selection in a growth medium containing 500 μg / ml of zeocine ™ (Cayla, Toulouse, France). The zeocin ™ resistant clones were screened by identifying those which contain a single integrated FRT site and which express β-galactosidase at a high level. A single clone was selected and amplified for other studies. The generation of wild TPO (wt) or mutated was obtained by cotransfection, in the zeocin ™ resistant CHO host cell line selected, of the plasmid pcDNA5 / FRT resistant to hygromycin carrying each form of TPO and of the plasmid pOG44 constitutively expressing the Flp recombinase. Two days later, the cells were cultured in a medium supplemented with hygromycin B 300 μg / ml (Life Technologies, Carlsbad, California, USA). The clones of interest were selected for their resistance to hygromycin, their sensitivity to zeocin ™, and the absence of β-galactosidase activity.
9) Extraction de la protéine membranaire.9) Extraction of the membrane protein.
Les cellules CHO stables transfectées ont été lavées trois fois avec du PBS et placées à 4°C. L'extraction des protéines membranaires a été réalisée comme suit : après centrifugation à 1 000 rpm pendant 5 min à 4°C, les protéines membranaires ont été solubilisées en ajoutant 500 μl de tampon de lyse [50 mM de Tris/HCl, pH7,3; 150 mM NaCl; 5 mM EDTA; 10% de glycérol; 1% Triton XlOO et une tablette d'un mélange d'inhibiteurs de protéases par 10 ml de tampon de lyse (Roche diagnostics GmbH, Manheim, Germany)] et ont été incubées 30 min dans la glace. Après centrifugation à 13000 rpm pendant 30 min à 4°C, les surnageants contenant les protéines membranaires ont été récupérés et conservés à -80°C. Les concentrations de protéines ont été évaluées au moyen du réactif d'essai des protéines BCA (Pierce, Helsingborg, Sweden) .The transfected stable CHO cells were washed three times with PBS and placed at 4 ° C. The membrane proteins were extracted as follows: after centrifugation at 1000 rpm for 5 min at 4 ° C, the membrane proteins were solubilized by adding 500 μl of lysis buffer [50 mM Tris / HCl, pH7, 3; 150 mM NaCl; 5 mM EDTA; 10% glycerol; 1% Triton X100 and a tablet of a mixture of protease inhibitors per 10 ml of lysis buffer (Roche diagnostics GmbH, Manheim, Germany)] and were incubated for 30 min in ice. After centrifugation at 13,000 rpm for 30 min at 4 ° C, the supernatants containing the membrane proteins were collected and stored at -80 ° C. Protein concentrations were evaluated using the BCA protein test reagent (Pierce, Helsingborg, Sweden).
10) Analyse par Western Blot et expériences de compétition. Environ 20 μg de protéines membranaires ont été mélangées dans un tampon pour protéines (0,2 mM Tris/HCl, pH 6,8; 50% de glycérol; 1% SDS ; et 0,1% de bleu de bromophénol) pour les conditions natives, supplémenté avec 10% DTT, 10% 2-mercaptoéthanol et chauffé pendant 5 min pour les conditions dénaturantes. Chaque échantillon a été chargé dans un puits individuel et a subi une électrophorèse dans un gel de polyacrylamide (9%) en présence de SDS. Les protéines ont été transférées sur une membrane de nitrocellulose, qui a été saturée avec du lait en poudre (5%) dans du PBS-T pendant 10 min à température ambiante, les membranes ont été incubées avec des anticorps secondaires conjugués à la peroxydase dilués dans un tampon d'incubation pendant 1 h à 37 °C. Après trois lavages, le signal a été détecté par chimioluminescence ECL (Amersham Pharmacia Biotech) sur un film sensible.10) Analysis by Western Blot and competition experiments. About 20 μg of membrane proteins were mixed in a protein buffer (0.2 mM Tris / HCl, pH 6.8; 50% glycerol; 1% SDS; and 0.1% bromophenol blue) for the conditions native, supplemented with 10% DTT, 10% 2-mercaptoethanol and heated for 5 min for denaturing conditions. Each sample was loaded into an individual well and underwent electrophoresis in a polyacrylamide gel (9%) in presence of SDS. Proteins were transferred to a nitrocellulose membrane, which was saturated with milk powder (5%) in PBS-T for 10 min at room temperature, the membranes were incubated with diluted peroxidase conjugated secondary antibodies. in an incubation buffer for 1 h at 37 ° C. After three washes, the signal was detected by ECL chemiluminescence (Amersham Pharmacia Biotech) on a sensitive film.
Des expériences d' ELISA par compétition ont été réalisées comme suit. Les puits ont été recouverts avec de la TPO 9nM (lμg/ml) dans 100 mM de Na HC03, pH 9, pendant toute une nuit à 4°C. Puis ils ont été lavés et bloqués avec BSA 2% dans du PBS-T (tampon de saturation), pendant 1 h à 37°C. Après trois lavages, 3 nM de mAb T13 (à une dilution donnant une absorbance de 1,5 à 490 nm) ont été incubés avec ou sans des concentrations décroissantes d'inhibiteur dans un tampon de saturation pendant 1 h 30 à 37°C sous agitation douce. Les puits ont été lavés et un anticorps anti-IgG humaine conjugué à la peroxydase dilué au 1:2000 dans un tampon de saturation a été ajouté pendant 1 h à 37°C. Trois lavages ont été réalisés puis l'aAc T13 fixé à la TPO a été détecté par ajout d'une solution de 2-phénylènediamine 4 mg/ml contenant 0,03% (vol/vol) de peroxyde d'hydrogène dans un tampon citrate 0,1 M, pH 5,0. La réaction a été arrêtée par du H2S04 2 M et 1 ' absorbance résultante a été mesurée à 49Onm.Competitive ELISA experiments were performed as follows. The wells were covered with 9nM TPO (lμg / ml) in 100 mM Na HC0 3 , pH 9, overnight at 4 ° C. Then they were washed and blocked with 2% BSA in PBS-T (saturation buffer), for 1 h at 37 ° C. After three washes, 3 nM mAb T13 (at a dilution giving an absorbance of 1.5 to 490 nm) were incubated with or without decreasing concentrations of inhibitor in a saturation buffer for 1 h 30 at 37 ° C. gentle agitation. The wells were washed and an anti-human IgG antibody conjugated to peroxidase diluted 1: 2000 in saturation buffer was added for 1 h at 37 ° C. Three washes were carried out then the aAc T13 fixed to TPO was detected by adding a solution of 2-phenylenediamine 4 mg / ml containing 0.03% (vol / vol) of hydrogen peroxide in a citrate buffer 0.1 M, pH 5.0. The reaction was stopped with 2 M H 2 S0 4 and the resulting absorbance was measured at 49Onm.
11) ELISA avec les anticorps monoclonaux (Acm) et les sérums humains. Les puits ont été recouverts avec 20 μg/ml de protéines membranaires dans du PBS pendant toute une nuit à 4°C. Les plaques ont été lavées avec du PBS-T et bloquées avec un tampon de saturation, pendant 1 h à 37 °C. Après trois lavages, les Acm ou le sérum de patients ont été incubés dans un tampon de saturation pendant 1 h 30 à 37°C. Les puits ont été lavés et l'on a ajouté l'anticorps anti- souris ou anti-IgG humaine conjugués à la peroxydase (HRP) , l'anticorps étant dilué au 1:2000 dans un tampon de saturation, pendant lh à 37°C. Trois lavages ont été réalisés et la réactivité a été révélée comme décrit ci- dessus .11) ELISA with monoclonal antibodies (mAbs) and human sera. The wells were covered with 20 μg / ml of membrane proteins in PBS overnight at 4 ° C. The plates were washed with PBS-T and blocked with saturation buffer, for 1 h at 37 ° C. After three washes, the mAbs or the patient serum were incubated in a saturation buffer for 1 h 30 at 37 ° C. The wells were washed and the anti-mouse or anti-human IgG antibody conjugated to peroxidase (HRP) was added, the antibody being diluted to 1: 2000 in a saturation buffer, for 1 h at 37 ° C. Three washes were performed and the reactivity was revealed as described above.
II - Résultats.II - Results.
1) Caractérisation de l'aAc T13 exprimé sous forme d' IgG-i complète dans des cellules d'insectes.1) Characterization of the T13 aAc expressed in the form of complete IgG-i in insect cells.
L'aAc T13 anti-TPO a été d'abord produit sous la forme de fragment scFv humain (40) . Pour la présente étude, nous avons préparé 1 ' IgGx T13 humaine complète en utilisant le système cellulaire baculovirus/insecte et nous l'avons purifiée par chromatographie d'affinité sur protéine-G. La pureté a été analysée sur gel d'acrylamide (10%) en présence de SDS, coloré avec du bleu de Coomassie brillant dans des conditions non réductrices (Figure 1A, cadre de gauche) . Une bande de 150 kDa correspondant à 1 ' IgGx T13 a été visualisée et la pureté a été estimée comme étant supérieure à 95%. L'identité de la bande a été confirmée par Western Blot, sous conditions non réductrices, avec un anticorps spécifique anti-Fc d' IgG humaine conjugué à la peroxydase (Figure 1A) .The anti-TPO a13 Ac13 was first produced as a human scFv fragment (40). For the present study, we prepared the complete human IgG x T13 using the baculovirus / insect cell system and we purified it by affinity chromatography on protein-G. The purity was analyzed on acrylamide gel (10%) in the presence of SDS, stained with brilliant Coomassie blue under non-reducing conditions (Figure 1A, left frame). A 150 kDa band corresponding to 1 IgG x T13 was visualized and the purity was estimated to be greater than 95%. The identity of the band was confirmed by Western Blot, under non-reducing conditions, with a specific anti-Fc antibody of human IgG conjugated to peroxidase (FIG. 1A).
Le tableau 1 ci-dessous décrit les sérums de patients souffrant de maladies de la thyroïde auto-immunes.Table 1 below describes the sera of patients with autoimmune thyroid disease.
Tableau 1Table 1
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A : Les valeurs ont été obtenues par radio- immunoessai et standardisés pour le WHO/National Institue for Biological Standards and Control 66/387 (voir les Méthodes) . B : Les valeurs ont été obtenues par un essai de radio récepteur en utilisant le kit pour usage humain DYNOtest TRAK et standardisées pour le WHO 90/762 (voir les Méthodes) . c ND : Non déterminé. A : The values were obtained by radioimmunoassay and standardized for the WHO / National Institute for Biological Standards and Control 66/387 (see Methods). B : The values were obtained by a radio receiver test using the DYNOtest TRAK kit for human use and standardized for WHO 90/762 (see Methods). c ND: Not determined.
Environ 5 mg d'aAc T13 purifiés ont été obtenus par litre de surnageant de culture de cellules d'insectes sf9. La spécificité de la fixation de l'aAc T13 à la TPO humaine (TPOh) a été déterminée par ELISA. Comme il est montré dans la Figure 1B, l'aAc T13 se lie spécifiquement à la TPOh de façon dose-dépendante, alors que 1 ' IgGx polyclonale humaine utilisée comme contrôle ne se lie pas. De plus, aucune liaison de l'aAc T13 pour la thyroglobuline n'a été observée (données non montrées) .About 5 mg of purified aAc T13 was obtained per liter of culture supernatant of insect cells sf9. The specificity of the binding of aAc T13 to human TPO (TPOh) was determined by ELISA. As shown in Figure 1B, aAc T13 specifically binds to TPOh in a dose-dependent manner, while human polyclonal IgG x used as a control does not bind. In addition, no binding of aAc T13 for thyroglobulin was observed (data not shown).
Les paramètres cinétiques de l'aAc T13 ont été évalués par analyse en temps réel, en utilisant le BIACORE 2000 comme décrit précédemment (41), en injectant trois concentrations de TPOh purifiée sur l'aAc T13 ou sur un anticorps irrelevant (Table 2) . Le Tableau 2 ci-dessous représente les paramètres cinétiques de l'aAc T13 comme évalués par l'analyse en temps réel .The kinetic parameters of aAc T13 were evaluated by real-time analysis, using BIACORE 2000 as described above (41), by injecting three concentrations of purified TPOh on aAc T13 or on an irrelevant antibody (Table 2) . Table 2 below shows the kinetic parameters of aAc T13 as assessed by real-time analysis.
Tableau 2Table 2
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A : La f ixation de la TPO purif iée humaine aux anticorps monoclonaux a été mesurée par des unités de résonance (RU) comme décrit (41) . Les valeurs RU ont été corrigées en soustrayant la ligne de base . NDB : Non déterminé . NMC : Non mesurable . A : The binding of purified human TPO to monoclonal antibodies was measured by resonance units (RU) as described (41). The UK values have been corrected by subtracting the baseline. ND B : Not determined. NM C : Not measurable.
Il a été trouvé que l ' aAc T13 montrait une affinité forte pour TPOh ( KD = 0 , 9 nM , moyenne de troi s expériences) , alors que la TPOh ne liait pas l ' anticorps i r r e 1 evan t .AAc T13 was found to show a strong affinity for TPOh (K D = 0.9 nM, average of three experiments), whereas TPOh did not bind the antibody to 1 evan t.
2) Sélection de mimotopes fixées à aAc T13 par la technique de phage .2) Selection of mimotopes fixed to aAc T13 by the phage technique.
Il a déjà été démontré que l'aAc T13 inhibe fortement la fixation de la TPO aux aAc présents dans les sérums de patients souffrant de MAIT (40,41). De plus, il a été montré que l'aAc T13 ne reconnaît pas un épitope linéaire (données non publiées) , ce qui suggère la nature conformationnelle de cet épitope dominant. Pour répondre à cette question, des biopannings ont été réalisés avec un mélange de quatre banques de phages présentant des peptides de 8 , 15, 17 ou 30 acides aminés à leur surface, dans le but d'obtenir des mimotopes spécifiques sélectionnés par l'aAc T13 et qui miment 1 ' épitope conformationnel . Une centaine de phages ont été élues avec un tampon pH 2,2 après trois tours de panning sur l'aAc T13 et 100 autres phages après 4 tours de panning pour l'elution par compétition. Ces 200 phages ont été isolés et ensuite purifiés .AAc T13 has already been shown to strongly inhibit the binding of TPO to aAc present in the sera of patients with MAIT (40,41). In addition, it has been shown that aAc T13 does not recognize a linear epitope (unpublished data), which suggests the conformational nature of this dominant epitope. To answer this question, biopannings were carried out with a mixture of four phage banks having peptides of 8, 15, 17 or 30 amino acids on their surface, in the aim of obtaining specific mimotopes selected by aAc T13 and which mimic the conformational epitope. A hundred phages were eluted with a pH 2.2 buffer after three rounds of panning on the aAc T13 and 100 other phages after 4 rounds of panning for elution by competition. These 200 phages were isolated and then purified.
Le tableau 3 ci-dessous représente les séquences de peptides sélectionnées par banques de phages présentant à leur surface des peptides.Table 3 below represents the sequences of peptides selected by phage libraries having peptides on their surface.
Tableau 3Table 3
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A : Clones avec la même séquence. B : Absorbance correspondant à la fixation de chaque clone à l'aAc T13. c : La fixation de chaque clone à l'aAc T13 a été inhibée par la TPOh soluble ou la thyroglobuline à 90 nM; seuls les clones montrant une inhibition supérieure à 15 % avec la TPOh sont indiqués; aucune inhibition n'a été observée avec la thyroglobuline comme inhibiteur. : Lorsqu'un clone a été représenté au moins deux fois, les valeurs d' absorbance et de pourcentage d'inhibition sont données en valeur moyenne +/- SD. A : Clones with the same sequence. B : Absorbance corresponding to the fixation of each clone to the aAc T13. c : The binding of each clone to aAc T13 was inhibited by soluble TPOh or thyroglobulin at 90 nM; only clones showing an inhibition greater than 15% with TPOh are indicated; no inhibition was observed with thyroglobulin as an inhibitor. : When a clone has been represented at least twice, the values of absorbance and percentage of inhibition are given as mean value +/- SD.
Comme il est montré dans le tableau 3, douze mimotopes spécifiques de l'aAc T13, six obtenus par élution acide et six obtenus par compétition, ont ensuite été sélectionnés en fonction de (i) leur taux de liaison à l'aAc T13 par ELISA et (ii) leur capacité à entrer en compétition avec la TPOh soluble comme inhibiteur pour la liaison à l'aAc T13; seuls les mimotopes avec au moins 15% d'inhibition ont été montrés. Cette inhibition a été classée de 19% à 55% pour les mimotopes sélectionnés. La fixation de ces mimotopes n'a pas été inhibée par la thyroglobuline, utilisée comme protéine de contrôleAs shown in Table 3, twelve specific mimotopes of aAc T13, six obtained by acid elution and six obtained by competition, were then selected according to (i) their rate of binding to aAc T13 by ELISA and (ii) their ability to compete with soluble TPOh as an inhibitor for binding to aAc T13; only mimotopes with at least 15% inhibition have been shown. This inhibition was classified from 19% to 55% for the selected mimotopes. The binding of these mimotopes was not inhibited by thyroglobulin, used as a control protein
(données non montrées) . Seuls les peptides dérivés de la banque Xls/f88.4 ont été obtenus, suggérant que la conformation des peptides de 15 -mers conduit à une meilleure reconnaissance par l'aAc T13. D'autre part, des expériences similaires ont été réalisées avec un autre aAc humain anti-TPO et ont permis la sélection de peptides issus des banques X15/f88.4, X8CX8/f88.4 et X30/f88.4 (résultats non publiés) . Excepté pour le mimotope RLAPEPDDPITPPMTK (Table 3), chaque séquence peptidique a été obtenue individuellement.(data not shown). Only the peptides derived from the X ls / f88.4 library were obtained, suggesting that the conformation of the 15-mer peptides leads to better recognition by aAc T13. On the other hand, similar experiments were carried out with another human anti-TPO aAc and allowed the selection of peptides from the libraries X 15 / f88.4, X 8 CX 8 / f88.4 and X 30 / f88. 4 (unpublished results). Except for the mimotope RLAPEPDDPITPPMTK (Table 3), each peptide sequence was obtained individually.
3) Analyse des mimotopes spécifiques de aAc T13 par alignement de séquence et technique Spot.3) Analysis of the specific mimotopes of aAc T13 by sequence alignment and Spot technique.
Les mimotopes spécifiques de l'aAc T13 ont été alignés les uns avec les autres et regroupés en trois familles selon leur homologie de séquence (Tableau 4) .The specific mimotopes of aAc T13 were aligned with each other and grouped into three families according to their sequence homology (Table 4).
Le tableau 4 ci-dessous indique la classification des mimotopes par homologie de séquence.Table 4 below shows the classification of mimotopes by sequence homology.
Tableau 4Table 4
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Figure imgf000025_0001
Les familles 1, 2 et 3 contiennent des mimotopes portant les motifs homologues qui sont respectivement LxPExD, (S/T)x2QSYPxP, et E x2PPV x6L (où x représente n'importe quel acide aminé). Cependant, les peptides KNSRQSYPEPAPVYH, QLSPESDYDDHGMRY, et SQSYPEPARGSVPMP ont montré des similarités trouvées dans les familles 1 et 2. Plus généralement, les mimotopes ont souvent une séquence riche en proline représentant entre 6,6 et 27% de leurs résidus. Les résidus acides étaient fortement représentés dans les séquences de la famille 1 (entre 6,6 et 33% de leurs résidus) et pour une moindre part dans la famille 3 (entre 13,3 et 20% de leurs résidus).Families 1, 2 and 3 contain mimotopes carrying the homologous motifs which are LxPExD, (S / T) x 2 QSYPxP, and E x 2 PPV x 6 L respectively (where x represents any amino acid). However, the peptides KNSRQSYPEPAPVYH, QLSPESDYDDHGMRY, and SQSYPEPARGSVPMP have shown similarities found in families 1 and 2. More generally, mimotopes often have a proline-rich sequence representing between 6.6 and 27% of their residues. Acid residues were strongly represented in family 1 sequences (between 6.6 and 33% of their residues) and to a lesser extent in family 3 (between 13.3 and 20% of their residues).
Pour déterminer les acides aminés critiques impliqués dans la reconnaissance de chaque peptide par l'aAc T13, chaque mimotope, dont chaque acide aminé a été muté successivement en l' alanine (alanine scanning) , a été synthétisé sur une membrane de cellulose par la méthode Spot. La plupart des douze mimotopes ont réagi fortement avec l'aAc T13. Le mimotope 8 qui n'a pas montré de réactivité avec l'aAc T13 , et le mimotope 3 qui a montré une réaction croisée avec l'anticorps secondaire (Figure 2B) , ont été éliminés pour les études suivantes d' alanine scanning. Comme il est montré dans la Figure 2B, le remplacement systématique en 1 ' alanine de chaque acide aminé et pour chaque mimotope a révélé les résidus critiques pour la fixation de aAc T13 et a montré trois motifs critiques différents, LxPExD, QSYP et Ex(E/D)PPV pour les familles 1, 2 et 3 respectivement ; ces motifs ont été corrélés avec ceux démontrés par l' homologie de séquence. De plus, les résultats d' alanine scanning ont clarifié l'ambiguïté pour l'attribution des peptides indiqués ci -dessus, par exemple, les peptides 7 et 12, KNSRQSYPEPAPVYH et SQSYPEPARGSVPMP, ont été définitivement attribués à la famille 2, alors que le peptide 10, QLSPESDYDDHGMRY, appartient à la famille 1 (tableau 4) .To determine the critical amino acids involved in the recognition of each peptide by aAc T13, each mimotope, each amino acid of which has been successively mutated into alanine (alanine scanning), has been synthesized on a cellulose membrane by the method Spot. Most of the twelve mimotopes reacted strongly with aAc T13. Mimotope 8 which did not show reactivity with aAc T13, and mimotope 3 which showed cross-reaction with secondary antibody (Figure 2B), were eliminated for the following alanine scanning studies. As shown in FIG. 2B, the systematic replacement in alanine of each amino acid and for each mimotope revealed the critical residues for the binding of aAc T13 and showed three different critical motifs, LxPExD, QSYP and Ex (E / D) PPV for families 1, 2 and 3 respectively; these motifs have been correlated with those demonstrated by sequence homology. In addition, the results of alanine scanning have clarified the ambiguity for the allocation of the peptides indicated above, for example, peptides 7 and 12, KNSRQSYPEPAPVYH and SQSYPEPARGSVPMP, have been definitively assigned to family 2, while the peptide 10, QLSPESDYDDHGMRY, belongs to family 1 (Table 4).
4) Localisation des sites putatifs d'interaction de l' aAc T13 sur la TPO humaine.4) Location of putative interaction sites of aAc T13 on human TPO.
Les séquences d'acides aminés des mimotopes spécifiques de aAc T13 ont été alignées avec la séquence primaire de la TPOh afin d'identifier les régions qui contiennent des homologies de séquence avec la TPO. Tout d'abord, l'alignement des motifs critiques préalablement identifiés par la technique de Spot (Figure 2B) , avec la séquence primaire de la TPOh a été effectué. Ensuite, les autres acides aminés de chaque peptide ont été alignés selon la meilleure homologie avec la séquence primaire de la TPOh. Comme montré sur la Figure 3, cette procédure a permis d'identifier quatre régions différentes (les résidus 356-382, 713-720, 737-747, et 766-775) qui ont montré le meilleur appariement avec les mimotopes et leurs motifs critiques. De façon intéressante, les deux régions portent les acides aminés Lys713 et Tyr772 décrits précédemment comme critiques pour 1 ' immunodominance (15,32). L'analyse du modèle tridimensionnel de la TPOh a montré que ces régions étaient localisées à la surface de la structure globulaireThe amino acid sequences of the specific mimotopes of aAc T13 were aligned with the primary sequence of TPOh in order to identify the regions which contain sequence homologies with TPO. First, the alignment of the critical patterns previously identified by the Spot technique (Figure 2B), with the primary sequence of the TPOh was carried out. Then, the other amino acids of each peptide were aligned according to the best homology with the primary sequence of the TPOh. As shown in Figure 3, this procedure has identified four different regions (residues 356-382, 713-720, 737-747, and 766-775) which showed the best pairing with mimotopes and their critical motifs. Interestingly, both regions carry the amino acids Lys 713 and Tyr 772 described previously as critical for immunodominance (15,32). Analysis of the three-dimensional model of TPOh showed that these regions were localized on the surface of the globular structure
(Figure 4A) et peuvent former une surface de liaison immunodominante entre les domaines homologues de la MPO et du CCP, dû à la flexibilité de la région charnière (Figure 4, A et B) . Comme ces localisations correspondent aux sites putatifs d'interaction de l'aAc T13 sur la TPO, nous avons produit six TPO mutantes par extension chevauchante PCR(Figure 4A) and can form an immunodominant binding surface between the homologous domains of MPO and CCP, due to the flexibility of the hinge region (Figure 4, A and B). As these locations correspond to the putative sites of interaction of aAc T13 on TPO, we produced six mutant TPOs by overlapping PCR extension.
(Table 5) en se basant sur l'alignement de séquence.(Table 5) based on sequence alignment.
Le tableau 5 ci -dessous représente la comparaison des séquences d'acides aminés entre les TPO de type sauvage et mutées .Table 5 below shows the comparison of the amino acid sequences between wild type and mutated TPOs.
Tableau 5Table 5
Figure imgf000027_0001
A : Les mutants sont indiqués par la position du premier et du dernier acide aminé dans la séquence primaire de la TPOh.
Figure imgf000027_0001
A : The mutants are indicated by the position of the first and last amino acid in the primary sequence of the TPOh.
Le modèle tridimensionnel a révélé que la région 356-382 présentait deux boucles exposées autour du site putatif d'interaction ; par conséquent, deux TPO mutantes distinctes ont été construites, chacune montrant une région mutée sur chaque boucle distincte (TPO353"363 et TPO377"386) . Comme contrôle, une TPO mutante, portant une région mutée (résidus 506-514) non identifiée par l'alignement des mimotopes mais localisée à proximité de 1 ' RID (site d'identification de la liaison) (Figure 4, A et B) , a aussi été générée. Toutes les mutations sont réalisées selon deux règles: (i) lorsqu'ils sont différents, les acides aminés sont remplacés par ceux présents dans la séquence primaire de la MPO humaine pour les mutants TPO353"363, TPO377"386, TPO506" 514, et TPO713"720 ou par la séquence primaire du domaine CCP de la protéine du facteur H pour le mutant TPO766"775, et (ii) lorsqu'ils sont similaires, les résidus sont présents dans les séquences TPO/MPO et les séquences TPO/facteur H, les acides aminés sont alors remplacés par des résidus non chargés (alanine ou leucine) . Par exemple, l'acide aminéThe three-dimensional model revealed that region 356-382 had two exposed loops around the putative site of interaction; therefore, two separate mutant TPOs were constructed, each showing a mutated region on each separate loop (TPO 353 "363 and TPO 377" 386 ). As a control, a mutant TPO, carrying a mutated region (residues 506-514) not identified by the mimotope alignment but located near the RID (binding identification site) (Figure 4, A and B) , was also generated. All mutations are carried out according to two rules: (i) when they are different, the amino acids are replaced by those present in the primary sequence of human MPO for the mutants TPO 353 "363 , TPO 377" 386 , TPO 506 " 514 , and TPO 713 "720 or by the primary sequence of the CCP domain of the factor H protein for the mutant TPO 766" 775 , and (ii) when they are similar, the residues are present in the TPO / MPO sequences and the TPO / factor H sequences, the amino acids are then replaced by uncharged residues (alanine or leucine). For example, the amino acid
Arg355 a été remplacé par Ala355 dans la protéine mutéeArg 355 has been replaced by Ala 355 in the mutated protein
(TPO353"363) . Pour le mutant TPO737-740, localisé en périphérie des parties des modules MPO et CCP, seulement les substitutions de l' alanine et de la leucine ont été utilisées. Finalement, le résidu Cys7S8 n'a pas été changé puisqu'il peut contribuer au repliement total de la molécule de TPO par la formation d'un pont disulfure dans le domaine homologue du CCP.(TPO 353 "363 ). For the mutant TPO 737-740 , located on the periphery of the parts of the MPO and CCP modules, only the substitutions of alanine and leucine were used. Finally, the residue Cys 7S8 did not not changed since it can contribute to the complete folding of the TPO molecule by the formation of a disulfide bridge in the homologous domain of the CCP.
5) Expression et analyse des TPO mutées et de type sauvage .5) Expression and analysis of mutated and wild-type TPOs.
Pour démontrer que les régions mutées font partie de la RID, les protéines sauvages (wt) et chimériques ont été exprimées dans des cellules eucaryotes en utilisant le nouveau système d'expression Flp-In™ capable de produire un taux similaire de différentes protéines d'intérêt. Par immunofluorescence, il a été observé un défaut dans le transport du mutant TPO766"775 dans la membrane plasmatique (données non montrées) . Une observation similaire a été récemment décrite par Umeki et al. (51) qui a montré que lorsque la Gly771 est remplacée par Arg771 dans les gènes de la TPO de patients, il en résulte un défaut de localisation (accumulation de TPO mutée dans le réticulum endoplasmique) et cause un hypothyroïdisme congénital. Pour résoudre ce problème, il a été décidé d'extraire toutes les protéines de membrane des cellules CHO sauvages et transfectées stables, et de les étudier par Western Blot et ELISA. Tous les anticorps testés par Western Blot sont réactifs, sous conditions non réductrices, avec une protéine d'environ HOkDa, correspondant à la TPOh (Figure 5A) . L'antisérum polyclonal de lapin est capable de reconnaître toutes les TPO mutantes quelles que soient les conditions. Les mutations en général n'affectent pas le niveau d'expression pour la plupart des protéines chimériques, bien que l'expression de la TPO737"740 mutée est plus faible qu'avec les cinq autres. Cette expression plus faible a été confirmée avec tous les Acm testés. Comme attendu, l'Acm 47, qui reconnaît un épitope linéaire (713-721) (42), ne fixe pas le mutant TPO713"720 mais réagit avec tous les autres mutants dans des conditions natives ou dénaturantes. De façon surprenante, l'Acm 6F5, de même que l'aAc T13, ne réagissent pas dans des conditions dénaturantes avec la TPO sauvage (wt) ou mutée (Figure 5A) . De plus, seule la liaison de l'Acm 6F5 à la TPO766"775 mutante était éliminée dans des conditions natives. Ces résultats démontrent que l'Acm 6F5 et l'aAc T13 sont dirigés contre deux epitopes conformationnels différents qui se chevauchent dans la région 766-775. Ces observations permettent de conclure que (i) le repliement des TPO mutantes est homologue à celui de la TPO sauvage (wt) et (ii) dans les régions mutées, les acides aminés 766-775 composent seulement une partie de l' épitope conformâtionnel reconnu par l'Acm 6F5. Enfin, les réactivités de l'aAc T13 sur les protéines natives sont différentes en fonction des mutants. Des signaux forts ont été observés avec la TPO sauvage (wt) et la TPO506"514 mutée, alors que la liaison de l'aAc T13 aux mutants TPO353"363, TPO377"514, et T 0 766-775 était notoirement diminuée ou n'existait plus pour le mutant TPO713"720. Pour confirmer que 1 ' épitope reconnu par l'aAc T13 est localisé à la fois dans les domaines homologues de MPO et du CCP, les Acm 47 et 6F5 ont été utilisés en compétition avec l'aAc T13 pour la liaison à la TPO en ELISA. Comme cela est illustré Figure 5B, les Acm entrent en compétition de façon dose-dépendante avec l'aAc T13 et inhibent partiellement la liaison de l'aAc T13, l'inhibition étant de 45% et de 35% pour les Acm 47 et 6F5 respectivement, avec un excès molaire de 100 pour l'inhibiteur. Aucune inhibition n'a été observée avec un Acm contrôle. Toutefois, il ne peut pas être exclu un effet d'encombrement stérique en utilisant la méthode par compétition, c'est pourquoi nous avons étudié l'interaction de l'Acm 6F5 et l'aAc T13 avec les protéines membranaires des TPO sauvage (wt) et mutées par ELISA (Figure 6A) . Alors que l'Acm 6F5 reconnaît de façon similaire les TPO sauvagesTo demonstrate that the mutated regions are part of RID, wild type (wt) and chimeric proteins have been expressed in eukaryotic cells using the new Flp-In ™ expression system capable of producing a similar level of different proteins. interest. Through immunofluorescence, it was observed a defect in the transport of the mutant TPO 766 "775 in the plasma membrane (data not shown). A similar observation was recently described by Umeki et al. (51) which showed that when Gly 771 is replaced by Arg 771 in the genes of TPO of patients, it results from it a defect of localization (accumulation of TPO mutated in the endoplasmic reticulum) and causes a congenital hypothyroidism. To solve this problem, it was decided to extract all the membrane proteins of wild and transfected stable CHO cells, and to study them by Western Blot and ELISA. All the antibodies tested by Western Blot are reactive, under non-reducing conditions, with a protein of approximately HOkDa, corresponding to TPOh ( Figure 5A). The rabbit polyclonal antiserum is able to recognize all mutant TPO whatever the conditions. Mutations in general do not affect the n expression level for most chimeric proteins, although expression of mutated TPO 737 "740 is lower than with the other five. This weaker expression was confirmed with all of the mAbs tested. As expected, mAb 47, which recognizes a linear epitope (713-721) (42), does not fix the TPO mutant 713 "720 but reacts with all the other mutants under native or denaturing conditions. Surprisingly, the MAb 6F5, like aAc T13, does not react under denaturing conditions with wild-type (wt) or mutated TPO (Figure 5A). Furthermore, only the binding of Acm 6F5 to TPO 766 "775 mutant was eliminated under native conditions. These results demonstrate that mAb 6F5 and aAc T13 are directed against two different conformational epitopes which overlap in region 766-775. These observations lead to the conclusion that (i) the folding of the mutant TPO is homologous to that of the wild TPO (wt) and (ii) in the mutated regions, amino acids 766-775 compose only part of the recognized conformational epitope by Acm 6F5. Finally, the reactivities of aAc T13 on native proteins are different depending on the mutants. Strong signals were observed with wild-type TPO (wt) and mutated TPO 506 "514 , while the binding of aAc T13 to the mutants TPO 353" 363 , TPO 377 " 514 , and T 0 766 - 775 was notoriously decreased or no longer existed for the TPO 713 "720 mutant. To confirm that the epitope recognized by aAc T13 is localized in both the homologous domains of MPO and CCP, mAbs 47 and 6F5 were used in competition with aAc T13 for binding to TPO in ELISA . As illustrated in FIG. 5B, the mAbs compete in a dose-dependent manner with the aAc T13 and partially inhibit the binding of the aAc T13, the inhibition being 45% and 35% for the mAbs 47 and 6F5 respectively, with a molar excess of 100 for the inhibitor. No inhibition was observed with a control mAb. However, a steric hindrance effect cannot be excluded using the competition method, this is why we studied the interaction of mAb 6F5 and aAc T13 with the membrane proteins of wild TPO (wt ) and mutated by ELISA (Figure 6A). While the AMC 6F5 similarly recognizes wild TPO
(wt) et mutées (exceptée la TPO mutée 7S6-775) 7 l'aAc T13 qui a montré une liaison significative et spécifique pour la(wt) and mutated (except TPO mutated 7S6 - 775 ) 7 aAc T13 which showed significant and specific binding for
TPO sauvage (wt) et, comme attendu pour la TPO506"514 mutant, présente une diminution significative de liaison sur les autres mutations de la TPO. Les mutations 353-363, 377-386, 766-775, ont partiellement affecté la reconnaissance de l'aAc T13 pour la TPO, alors que les changements d'acides aminés de 713-720 ont complètement empêché la liaison de l'aAc T13 à la TPO. Ces résultats renforcent les observations précédemment obtenues par Western Blot (FigureWild TPO (wt) and, as expected for the TPO 506 "514 mutant, shows a significant decrease in binding on other TPO mutations. Mutations 353-363, 377-386, 766-775, partially affected recognition of aAc T13 for TPO, while the amino acid changes of 713-720 completely prevented the binding of aAc T13 to TPO. These results reinforce the observations previously obtained by Western Blot (Figure
5A) .5A).
6) Analyse de la reconnaissance des TPO mutées par les sérums des patients.6) Analysis of the recognition of TPO mutated by patient sera.
Pour placer cette étude dans un contexte d'étude pathologique, la liaison des aAc anti-TPO présents dans les sérums des patients souffrant de MAIT, d'autres affections auto-immunes et de donneurs sains a été testée par ELISA comme cela a été réalisé ci-dessus avec l'Acm 6F5 et l'aAc T13 (Figure 6B) . Alors que les sérums des donneurs sains ou des patients souffrant de maladies auto-immunes (T1D, SLE, RA, ou vascularite) ne réagissent avec aucun des clones, tous les sérums des patients atteints des maladies de Hashimoto ou de Basedow lient spécifiquement la TPO sauvage (wt) de façon dose-dépendante. Les mutations contrôles dans les positions 506-514 n'affectent pas globalement la liaison des aAc présents dans les sérums des patients, alors que les mutations dans les autres positions diminuent leur fixation à la TPO. De façon intéressante, ces mutants peuvent être classés en deux groupes, ceux qui affectent faiblement la liaison des aAc anti-TPO (TPO377-386) et ceux qui l'affectent fortement (TPO353-363, TPO713"720, TPO766"775). Par opposition avec les études de compétition entre les Acm anti-TPO et aAc polyclonaux présents dans les sérums des patients précédemment décrits par notre groupe ou par d'autres équipes (13,14,25,40-41) dans lesquels les résultats pouvaient être biaises par l'encombrement stérique, les effets de chaque mutation sur la fixation des aAc polyclonaux anti-TPO présents dans les sérums ont ici le même profil pour une mutation particulière. Des résultats similaires ont été obtenus par le groupe de McLachlan et Rapoport (30) .To place this study in a context of pathological study, the binding of anti-TPO aAc present in the sera of patients suffering from MAIT, other autoimmune disorders and healthy donors was tested by ELISA as was done above with mAb 6F5 and aAc T13 (Figure 6B). While the sera of healthy donors or patients suffering from autoimmune diseases (T1D, SLE, RA, or vasculitis) do not react with any of the clones, all the sera of patients with Hashimoto's or Graves' disease specifically bind TPO wild (wt) in a dose-dependent manner. The control mutations in positions 506-514 do not generally affect the binding of the aAc present in the sera of the patients, while the mutations in the other positions decrease their binding to TPO. Interestingly, these mutants can be classified into two groups, those which weakly affect the binding of anti-TPO aAc (TPO 377-386 ) and those which strongly affect it (TPO 353-363 , TPO 713 "720 , TPO 766 "775 ). In contrast to the competition studies between anti-TPO mAbs and polyclonal aAc present in the sera of patients previously described by our group or by other teams (13,14,25,40-41) in which the results could be biased by steric hindrance, the effects of each mutation on the binding of anti-TPO polyclonal aAc present in the sera have the same profile here for a particular mutation. Similar results were obtained by the group of McLachlan and Rapoport (30).
7) Analyse de la reconnaissance des mimotopes de la TPO par l' autoanticorps aAcT13.7) Analysis of the recognition of TPO mimotopes by the aAcT13 autoantibody.
Les mimotopes correspondant aux séquences représentées dans la liste de séquences soumise en annexe sous les n° SEQ ID n° 6, SEQ ID n° 7, Seq ID n° 10 et SEQ ID n° 11 ont été analysés pour leur capacité à être reconnus par l' autoanticorps T13. Ces mimotopes ont été produits par synthèse chimique puis purifiés par HPLC et biotinylés et testés sous forme soluble .The mimotopes corresponding to the sequences represented in the sequence list submitted in the appendix under the n ° SEQ ID n ° 6, SEQ ID n ° 7, Seq ID n ° 10 and SEQ ID n ° 11 were analyzed for their ability to be recognized by the T13 autoantibody. These mimotopes were produced by chemical synthesis then purified by HPLC and biotinylated and tested in soluble form.
Ces mimotopes sont adsorbés dans les puits d'une microplaque 96 puits à 10μg/ml. Après saturation,These mimotopes are adsorbed in the wells of a 96-well microplate at 10 μg / ml. After saturation,
1' autoanticorps T13 est incubé en dilution puis révélé avec un anticorps anti-IgG humain γ-spécifique conjugué à la peroxydase .The T13 autoantibody is incubated in dilution and then revealed with an anti-human γ-specific IgG antibody conjugated to peroxidase.
Les résultats de cette analyse sont présentés à la Figure 7. Ces résultats montrent que l' autoanticorps T13 se lie de façon dose dépendante aux mimotopes correspondant aux séquences représentées dans la liste de séquences soumise en annexe sous les n° SEQ ID n° 6, SEQ ID n° 7 et Seq ID n° 10. L' autoanticorps T13 ne se lie pas au mimotope contrôle ni au mimotope de séquence SEQ ID n°ll.The results of this analysis are presented in FIG. 7. These results show that the T13 autoantibody binds in a dose-dependent manner to the mimotopes corresponding to the sequences represented in the list of sequences submitted in the appendix under No. SEQ ID No. 6, SEQ ID No. 7 and Seq ID No. 10. The T13 autoantibody does not bind to the control mimotope or to the mimotope of sequence SEQ ID No. 11.
8) Analyse de la reconnaissance des mimotopes de la TPO par les autoanticorps recombinants humains antiTPO.8) Analysis of the recognition of TPO mimotopes by recombinant human antiTPO autoantibodies.
Les mimotopes correspondant aux séquences représentées dans la liste de séquences soumise en annexe sous les n° SEQ ID n° 6, SEQ ID n° 7, Seq ID n° 10 et SEQ ID n° 11 ont été analysés pour leur capacité à être reconnus par les autoanticorps recombinants humains anti-TPO.The mimotopes corresponding to the sequences represented in the sequence list submitted in the appendix under the n ° SEQ ID n ° 6, SEQ ID n ° 7, Seq ID n ° 10 and SEQ ID n ° 11 were analyzed for their ability to be recognized by recombinant human anti-TPO autoantibodies.
Ces mimotopes sont adsorbés dans les puits d'une microplaque 96 puits à lOμg/ml. Après saturation, les autoanticorps recombinants humains anti-TPO sont incubés en dilution à partir de 1 μg/ml, puis révélés avec un anticorps anti-IgG humain γ-spécifique conjugué à la peroxydase.These mimotopes are adsorbed in the wells of a 96-well microplate at 10 μg / ml. After saturation, the recombinant human anti-TPO autoantibodies are incubated in dilution from 1 μg / ml, then revealed with an anti-human γ-specific IgG antibody conjugated to peroxidase.
Les résultats de cette analyse sont présentés aux Figures 8A et 8B. Ces résultats montrent que les différents mimotopes sont reconnus de façon dose dépendante par les autoanticorps recombinant s humains ant i - TPO produits à part ir de lymphocytes B intra - thyroïdiens de pat ient s atte int s de maladies autoimmunes thyroïdiennes . Seul 1 ' autoant icorps recombinant humain anti -TPO nommé B4 ne reconnaît aucun des mimotopes testés .The results of this analysis are presented in Figures 8A and 8B. These results show that the different mimotopes are recognized in a dose-dependent manner by the Recombinant human anti-i-TPO autoantibodies produced apart from intra-thyroid B lymphocytes from patients suffering from autoimmune thyroid diseases. Only the anti-TPO human recombinant autoantibody named B4 does not recognize any of the mimotopes tested.
9 ) Analys e de l a reconna i s sance de s mimotopes de la TPO par les IgG puri f iées de patients atteints de la maladie de Basedow .9) Analysis of the recognition of TPO mimotopes by purified IgG from patients with Graves' disease.
La liaison des IgG purifiés de patients atteints de la maladie de Basedow ont été testés pour leur liaison aux mimotopes solubles . Les mimotopes sont adsorbés dans les puits d'une micro-plaque en dilution de 2 en 2 à partir de 50μg/ml. Après une étape de saturation, les immunoglobulines purifiées de patients sont incubées puis révélées à l'aide d'un conjugué anti-Ig humaine couplé à la peroxydase. Les mimotopes 1, 3, 4, 7 (SEQ ID n°10, SEQ ID n°6, SEQ ID n°7 et SEQ ID n°ll° respectivement) sont reconnus de façon dose dépendante par les immunoglobulines de patients. Le mimotope 3 (SEQ ID n° 6) correspondant à la séquence KLFPEEDEMRTETQR est le plus fortement reconnu par la majorité des immunoglobulines de patients testés. Ces résultats sont présentés aux Figures 9A et 9B.The binding of purified IgG from patients with Graves' disease has been tested for their binding to soluble mimotopes. The mimotopes are adsorbed in the wells of a microplate in a 2-by-2 dilution from 50 μg / ml. After a saturation step, the purified immunoglobulins from patients are incubated and then revealed using an anti-human Ig conjugate coupled to peroxidase. Mimotopes 1, 3, 4, 7 (SEQ ID No. 10, SEQ ID No. 6, SEQ ID No. 7 and SEQ ID No. 11 ° respectively) are recognized in a dose-dependent manner by the immunoglobulins of patients. Mimotope 3 (SEQ ID No. 6) corresponding to the sequence KLFPEEDEMRTETQR is the most highly recognized by the majority of the immunoglobulins of patients tested. These results are presented in Figures 9A and 9B.
III - Discussion.III - Discussion.
La structure tridimensionnelle de la molécule deThe three-dimensional structure of the molecule
TPOh n'a pas été résolue par des études de cristallographie, même si des cristaux diffractants de faible résolution ont été obtenus (17,18). Cependant, l'analyse de la structure tridimensionnelle de la TPOh évaluée par modélisation d' homologie, révèle une structure hautement complexe comprenant trois parties distinctes, les domaines homologues de la MPO, du CCP, et du EGF (13) . Cette architecture hautement organisée de 1 ' aAg TPO est une explication plausible pour la réactivité des aAc anti-TPO, qui est principalement dirigée contre une RID sur la structure native de leurs aAg (19,53) . Des investigations préalables ont eu pour but de définir la RID en utilisant des antisérums polyclonaux de lapin dirigés contre les fragments polypeptidiques de TPO (13,24) ou des Acm (25) en compétition avec les aAc humains. Ces études, même si elles conduisent à une meilleure connaissance de la RID, ont utilisé les anticorps produits par immunisation d'animaux qui ne reflètent pas exactement le répertoire des anticorps anti-TPO spécifiques humains dans les MAIT. D'autres études (33-35), qui ont utilisé des cellules eucaryotes transfectées avec des chimères MPO-TPO, n'ont pas conduit à l'identification de la structure de la RID, probablement à cause de la faible expression de l'Ag dans des clones transfectés et/ou de 1 ' importante hétérogénéité de l'expression de la TPO par les clones. Plus récemment, Guo et al. (30) a clairement exclu le domaine homologue de l'EGF comme étant une partie de la RID et a localisé cette région à la jonction entre les domaines homologues de la MPO et du CCP mais avec une plus large extension dans la partie MPO. Bien que ces résultats soient cruciaux pour localiser globalement la RID, jusqu'à maintenant peu de données ont été rapportées pour l'identification des régions restreintes sur ces domaines reconnus par les anticorps humains et sur la localisation dans la structure tridimensionnelle de la TPO, de la RID.TPOh has not been resolved by crystallography studies, although low resolution diffracting crystals have been obtained (17,18). However, the analysis of the three-dimensional structure of the TPOh evaluated by homology modeling, reveals a highly complex structure comprising three distinct parts, the homologous domains of MPO, CCP, and EGF (13). This highly organized architecture of the TPO aAg is a plausible explanation for the reactivity of the anti-TPO aAc, which is mainly directed against an RID on the native structure of their aAg (19,53). Preliminary investigations aimed to define RID using polyclonal rabbit antisera directed against polypeptide fragments of TPO (13,24) or mAbs (25) in competition with human aAc. These studies, even if they lead to a better knowledge of RID, have used the antibodies produced by immunization of animals which do not exactly reflect the repertoire of specific human anti-TPO antibodies in MAIT. Other studies (33-35), which have used eukaryotic cells transfected with MPO-TPO chimeras, have not led to the identification of the structure of RID, probably due to the low expression of Ag in clones transfected and / or 1 significant heterogeneity of expression of TPO by the clones. More recently, Guo et al. (30) clearly excluded the homologous domain of EGF as being a part of RID and located this region at the junction between the homologous domains of MPO and CCP but with a wider extension in the MPO part. Although these results are crucial to localize RID globally, so far little data has been reported for the identification of restricted regions on these domains recognized by human antibodies and on the localization in the three-dimensional structure of TPO, the RID.
La technique de phage présentant des peptides suivie par l'alignement des séquences semble être la stratégie la plus puissante pour positionner les epitopes discontinus sur une structure hautement complexe comme la TPOh (38, 39, 53) . Dans la présente étude, cette technique a été appliquée à l'aAc anti-TPO T13 humain bien connu, dans le but d'identifier les peptides capables de mimer son épitope discontinu et immunodominant. Après avoir effectué les alignements des séquences entre les motifs peptidiques critiques et la séquence primaire de la TPOh, il a été clairement montré par mutagenèse dirigée sur la TPOh et la génération (avec le nouveau système "Flp-In") de cellules isogéniques stables de mammifère exprimant le même taux de TPO sauvage (wt) et de TPO mutée que quatre régions restrictes (les régions 353-363, 377-386 et 713-720 dans le domaine MPO-like et la région 766-775 dans le domaine CCP- like de la TPO) définissent la surface de fixation immunodominante (RID) sur la structure 3D de la TPOh. De plus, la comparaison de la liaison, sur les TPO sauvageThe phage technique with peptides followed by sequence alignment seems to be the most powerful strategy for positioning discontinuous epitopes on a highly complex structure like TPOh (38, 39, 53). In the present study, this technique was applied to the well-known human anti-TPO T13 aAc, in order to identify peptides capable of mimicking its discontinuous and immunodominant epitope. After performing the alignment of the sequences between the critical peptide motifs and the primary sequence of the TPOh, it was clearly shown by site-directed mutagenesis on the TPOh and the generation (with the new "Flp-In" system) of stable isogenic cells of mammal expressing the same level of wild-type TPO (wt) and of mutated TPO as four restricted regions (regions 353-363, 377-386 and 713-720 in the MPO-like domain and region 766-775 in the CCP- domain like TPOh) define the immunodominant binding surface (RID) on the 3D structure of TPOh. In addition, the comparison of the binding, on wild TPOs
(wt) et mutées, de l'aAc T13 et des aAc anti-TPO présents dans les sérums des patients a montré différents niveaux de liaison dépendant de la région mutée. Alors que les mutations de la région 377-386 affectent faiblement la fixation des aAc humains, les mutations dans les régions 353-363, 713-720, et 766-775 ont fortement réduit leur reconnaissance (Figure 6, A et B) .(wt) and mutated, aAc T13 and anti-TPO aAc present in patient sera showed different levels of binding depending on the mutated region. While mutations in region 377-386 weakly affect the binding of human aAc, mutations in regions 353-363, 713-720, and 766-775 greatly reduced their recognition (Figure 6, A and B).
Ces données soulignent la nature discontinue de la RID et fournissent de nouveaux éclaircissements sur le positionnement des domaines homologues de la MPO et du CCP. En effet, la partie homologue du CCP doit être proche du domaine homologue de la MPO pour former la surface d'interaction putative avec l'aAc T13 recombinant humain. Comme montré dans la figure 4B, les régions 377-386, 713- 720, et 766-775 (constituant les extrémités de la RID) délimitent un aAg de surface. Les zones d'interface Ag/Ac ont été identifiées pour d'autres epitopes discontinus par des analyses de cristallographie aux Rayons X et les études RMN et ont montré que ces zones d'interface Ag/Ac sont comprises entre 650 A2 et 1000 A2 (54,55) . Ainsi, pour former une RID compatible avec ces zones, les distances entre les régions 377-386, 713-720, et 766-775 doivent être assez proches les unes des autres. Le repliement de la structure de ces trois domaines constituant la TPOh semble être homologue de celui de protéines connues comme la MPO, la partie CCP du facteur H, et l'EGF (13), mais aucune information n'est disponible concernant le repliement exact d'un domaine par rapport aux autres. Estienne et al . (15) ont souligné la haute flexibilité de la région charnière séparant les domaines homologues du CCP et de l'EGF. Il est supposé qu'une flexibilité similaire existe entre les domaines homologues de la MPO et du CCP pour former la RID. De plus, deux hypothèses sont proposées pour expliquer ce phénomène : soit les domaines homologues de la MPO et du CCP interagissent directement par des interactions de type liaisons hydrogène ou liaisons salines, soit la flexibilité de la région charnière résulte d'un réarrangement permanent entre les trois modules et la liaison de l'aAc, comme par exemple l'aAc T13, sur au moins deux domaines "gèle" la structure dans une conformation stable. Si la dernière hypothèse est la bonne, cela pourrait expliquer pourquoi il est si difficile d'obtenir des cristaux avec une haute résolution de diffraction de 1 ' ectodomaine de la TPO (17,18). La co-cristallisation de la TPO avec un Fab spécifique, stabilisant la structure, devrait définitivement résoudre ce problème.These data underscore the discontinuous nature of RID and provide further insight into the positioning of the homologous domains of DFO and PAC. Indeed, the homologous part of the CCP must be close to the homologous domain of MPO to form the putative interaction surface with the recombinant human aAc T13. As shown in Figure 4B, regions 377-386, 713-720, and 766-775 (constituting the ends of the RID) define a surface aAg. The Ag / Ac interface zones have been identified for other discontinuous epitopes by X-ray crystallography analyzes and NMR studies and have shown that these Ag / Ac interface zones are between 650 A 2 and 1000 A 2 (54.55). Thus, to form an RID compatible with these zones, the distances between regions 377-386, 713-720, and 766-775 must be fairly close to one another. The folding of the structure of these three domains constituting the TPOh seems to be homologous to that of proteins known as MPO, the CCP part of factor H, and EGF (13), but no information is available concerning the exact folding of one domain with respect to the others. Estienne et al. (15) underlined the high flexibility of the hinge region separating the homologous domains of the CCP and the EGF. It is assumed that similar flexibility exists between the homologous domains of MPO and CCP to form RID. In addition, two hypotheses are proposed to explain this phenomenon: either the homologous domains of MPO and CCP interact directly by interactions of the hydrogen bond or salt bonds type, or the flexibility of the hinge region results from a permanent rearrangement between the three modules and the binding of the aAc, like for example the aAc T13, on at least two domains "freezes" the structure in a stable conformation. If the latter hypothesis is correct, this could explain why it is so difficult to obtain crystals with a high resolution of diffraction from the TPO ectodomain (17,18). The co-crystallization of TPO with a specific Fab, stabilizing the structure, should definitively solve this problem.
En utilisant la technique de phage présentant un peptide, des peptides reconnus par l'aAc T13 ont été sélectionnés et les motifs critiques [LxPExD, QSYP, et Ex(E/D)PPV] impliqués dans sa reconnaissance avec les mimotopes ont été identifiés. Des résultats controversés ont parfois situé l'épitope Acm47/C21 (713-721) à l'intérieur de la RID (25,32,56) et d'autres à l'extérieur de cette région (23,35,57). L'équipe de McLachlan et Rapoport a déduit de leurs études, en utilisant l'anticorps recombinant TRI .9 , que la Lys713 de la TPO située à l'intérieur de la RID reconnue par l'aAc humain, se trouve à la frontière de l'épitope reconnu par l'Acm 47/C21, comme cela est aussi suggéré pour la région 713-720 identifiée par les investigations de la Demanderesse. De façon intéressante, d'autres résidus de cette région comme la Pro715, la Glu7ιs et l'Asp717 sont alignés avec le motif PexD, identifié dans les mimotopes de la famille 1 spécifiques de aAc T13, suggérant qu'ils pourraient contribuer à la liaison de l'aAc à la TPO. De plus, le résidu Tyr772, récemment identifié par le groupe de Ruf et de Carayon comme étant critique pour 1 ' immunodominance (15), est compris dans la région 766-775 que la Demanderesse a caractérisée comme appartenant à la RID. Le motif QSYP, identifié comme critique pour la liaison de l'aAc T13 aux mimotopes de la famille 2, comprend trois résidus aussi trouvés dans la région 766-775 du domaine homologue du CCP. Il est fait l'hypothèse que le motif QSYP mime un motif composé de résidu Tyr772 proche de la Ser6S7 et de Gln775 dans la structure tridimensionnelle de la TPO. Ces résidus pourraient être des acides aminés de contact à 1 ' intérieur de l'épitope immunodominant de l'aAc. L'autre région, ayant une forte contribution, 353-363, présente aussi des résidusUsing the phage technique presenting a peptide, peptides recognized by aAc T13 were selected and the critical motifs [LxPExD, QSYP, and Ex (E / D) PPV] involved in its recognition with mimotopes were identified. Controversial results have sometimes located the Acm47 / C21 epitope (713-721) inside the RID (25,32,56) and others outside this region (23,35,57). The team from McLachlan and Rapoport deduced from their studies, using the recombinant antibody TRI .9, that the TPO Lys 713 located inside the RID recognized by human aAc, is at the border of the epitope recognized by mAb 47 / C21, as is also suggested for the region 713-720 identified by the Applicant's investigations. Interestingly, other residues from this region such as Pro 715 , Glu 7ιs and Asp 717 are aligned with the PexD motif, identified in family 1 mimotopes specific for aAc T13, suggesting that they could contribute to the binding of aAc to TPO. In addition, the residue Tyr 772 , recently identified by the Ruf and Carayon group as being critical for immunodominance (15), is included in the region 766-775 which the Applicant has characterized as belonging to RID. The motif QSYP, identified as critical for the binding of aAc T13 to family 2 mimotopes, comprises three residues also found in region 766-775 of the homologous domain of CCP. It is hypothesized that the QSYP motif mimics a motif composed of residue Tyr 772 close to Ser 6S7 and Gln 775 in the three-dimensional structure of TPO. These residues could be contact amino acids within the immunodominant epitope of aAc. The other region, having a strong contribution, 353-363, also presents residues
(Ser3s9, Tyr363) qui sont alignés avec le motif mimétique de la famille 2 (QSYP) identifié par l'aAc T13. Ces observations devraient offrir des pistes rationnelles pour mener les expériences de mutagenèse sur la TPOh et identifier précisément les acides aminés impliqués dans la RID, même si nous ne pouvons pas formellement exclure que l'une de ces régions contenant des acides aminés essentiels pour le repliement de la RID ne soit pas directement impliquée dans l'interaction avec les aAc.(Ser 3s9 , Tyr 363 ) which are aligned with the family 2 mimetic motif (QSYP) identified by aAc T13. These observations should offer rational leads to carry out mutagenesis experiments on the TPOh and to identify precisely the amino acids involved in RID, even if we cannot formally exclude that one of these regions containing amino acids essential for folding of RID is not directly involved in the interaction with aAc.
Une autre région précédemment décrite appelée C2 (16,58), a été limitée à la région 599-617 sur la TPO et a été défini, par inhibition des aAc anti-TPO humains avec des antisérums polyclonaux de lapin dirigés contre ce peptide (13) , comme un déterminant auto-antigénique majeur. L'examen du modèle 3D de la TPO montre que l'épitope est localisé sur le site opposé du domaine homologue de la MPO par rapport à la surface immunodominante de fixation décrite par la Demanderesse. Cette observation pourrait être expliquée par le fait que des domaines antigéniques chevauchants ont été caractérisés sur la molécule de TPO. En particulier, deux domaines immunodominants chevauchants nommés A et B (23,25) ont été décrits sur la base d'une compétition entre les anticorps anti-TPO de patients et les anticorps murins ou humains. Il est important de noter que le domaine A défini par les Acm (25) correspond au domaine B défini par les Fabs humains (23) et vice versa . Etant donné que la Demanderesse a utilisé un aAc anti-TPO humain dans ses expériences comme l'a fait l'équipe de McLachlan et Rapoport (23), il a été choisi d'utiliser la nomenclature de la RID/A et B définie par ce groupe. En conséquence, le résidu Lys713 fait partie de l'épitope reconnu par l'anticorps TRI .9 spécifique de la RID/B (32), et la région 713-720 appartient à l'épitope immunodominant représenté par l'aAc T13. De plus, l'anticorps Acm 47, qui reconnaît la RID/B, rentre en partie en compétition avec l'aAc T13 humain pour la liaison à la molécule de TPO (Figure 5B) . En plus, les aAc non-IGKVl-39 comme l'aAc T13 IGLV1-40 ont été décrits comme interagissant avec la RID/B de la TPO, alors que les anticorps qui utilisent le gène de la chaîne légère de la lignée germinale IGKV1-39 ont été attribués à la reconnaissance de la RID/A (23) . Compte tenu de l'ensemble de ces résultats, il est possible que l'aAc T13 recombinant humain reconnaisse la RID/B sur la molécule de TPO, même si une réaction croisée avec le domaine A due à l'imbrication de la RID/A et B ne peut pas être formellement exclue. Another previously described region called C2 (16,58), has been limited to region 599-617 on TPO and has been defined by inhibiting human anti-TPO aAc with polyclonal rabbit antisera directed against this peptide (13 ), as a major autoantigenic determinant. Examination of the 3D model of TPO shows that the epitope is located on the opposite site of the homologous domain of MPO with respect to the immunodominant binding surface described by the Applicant. This observation could be explained by the fact that overlapping antigenic domains have been characterized on the TPO molecule. In particular, two overlapping immunodominant domains named A and B (23,25) have been described on the basis of competition between anti-TPO antibodies from patients and murine or human antibodies. It is important to note that domain A defined by mAbs (25) corresponds to domain B defined by human Fabs (23) and vice versa. Since the Applicant used a human anti-TPO aAc in its experiments as did the team of McLachlan and Rapoport (23), it was chosen to use the nomenclature of RID / A and B defined by this group. Consequently, the residue Lys 713 is part of the epitope recognized by the antibody TRI .9 specific for RID / B (32), and the region 713-720 belongs to the immunodominant epitope represented by aAc T13. In addition, the antibody Acm 47, which recognizes RID / B, partially competes with human aAc T13 for binding to the TPO molecule (Figure 5B). In addition, non-IGKVl-39 aAc like aAc T13 IGLV1-40 have been described as interacting with RID / B of TPO, while antibodies which use the light chain gene of the germ line IGKV1- 39 have been attributed to the recognition of RID / A (23). Given all of these results, it is possible that the recombinant human aAc T13 recognizes RID / B on the TPO molecule, even if a cross-reaction with domain A due to the nesting of RID / A and B cannot be formally excluded.
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Claims

REVENDICATIONS
1) Peptide purifié de 5 à 20 acides aminés reconnu par les auto-anticorps dirigés contre la thyroperoxydase humaine, ledit peptide constituant un épitope discontinu issu de la région immunodominante discontinue de la thyroperoxydase humaine constituée de quatre régions distinctes de la TPO appartenant aux domaines homologues de la MPO et du CCP.1) Purified peptide of 5 to 20 amino acids recognized by the autoantibodies directed against human thyroperoxidase, said peptide constituting a discontinuous epitope derived from the discontinuous immunodominant region of human thyroperoxidase consisting of four distinct regions of TPO belonging to the homologous domains DFO and PAC.
2) Peptide comprenant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'un au moins un des trois motifs critiques de formules suivantes : LxPExD (SEQ ID NO.17), QSYP (SEQ ID NO.18) et Ex(E/D)PPV (SEQ ID NO.19) où x représente n'importe quel acide aminé.2) Peptide comprising according to claim 1, characterized in that it comprises at least one of the three critical units of the following formulas: LxPExD (SEQ ID NO.17), QSYP (SEQ ID NO.18) and Ex ( E / D) PPV (SEQ ID NO.19) where x represents any amino acid.
3) Peptide selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit épitope discontinu est issu de la région immunodominante discontinue de la thyroperoxydase humaine constituée des régions 353-363 (SEQ ID NO.l), 377- 386 (SEQ ID NO .2 ) , et 713-720 (SEQ ID NO .3 ) du domaine homologue de la myéloperoxydase (MPO) et la région 766-775 (SEQ ID NO.4) du domaine homologue de la protéine de contrôle du complément (CCP) .3) Peptide according to one of claims 1 or 2, characterized in that said discontinuous epitope is derived from the discontinuous immunodominant region of human thyroperoxidase consisting of regions 353-363 (SEQ ID NO.l), 377-386 (SEQ ID NO. 2), and 713-720 (SEQ ID NO. 3) of the myeloperoxidase homologous domain (MPO) and region 766-775 (SEQ ID NO.4) of the homologous domain of the complement control protein ( CCP).
4) Peptide selon l'une des revendications 1 ou 2 , caractérisé en ce qu' il répond à une séquence choisie dans le groupe comprenant les séquences suivantes identifiées par les numéros SEQ ID NO. 5 à SEQ ID NO. 16 dans la liste de séquences en annexe :4) Peptide according to one of claims 1 or 2, characterized in that it responds to a sequence chosen from the group comprising the following sequences identified by the numbers SEQ ID NO. 5 to SEQ ID NO. 16 in the attached sequence list:
KLLPEDDESRTYHTV (SEQ ID NO.5)KLLPEDDESRTYHTV (SEQ ID NO.5)
KLFPEEDEMRTETQR (SEQ ID NO 6)KLFPEEDEMRTETQR (SEQ ID NO 6)
RLAPEPDDPITPMTK (SEQ ID NO.7)RLAPEPDDPITPMTK (SEQ ID NO.7)
ELNPEPDTEVFPMTF (SEQ ID NO 8) TQSYPPPPAWRAASR (SEQ ID NO.9)ELNPEPDTEVFPMTF (SEQ ID NO 8) TQSYPPPPAWRAASR (SEQ ID NO.9)
QLSPESDYDDHGMRY (SEQ ID NO.10)QLSPESDYDDHGMRY (SEQ ID NO.10)
SQSYPEPARGSVPMP (SEQ ID NO.11) GQSYPPRPDTSLHVT (SEQ ID NO.12)SQSYPEPARGSVPMP (SEQ ID NO.11) GQSYPPRPDTSLHVT (SEQ ID NO.12)
KNSRQSYPEPAPVYH (SEQ ID NO.13)KNSRQSYPEPAPVYH (SEQ ID NO.13)
ENEPPVWTTESKLQS (SEQ ID NO.14)ENEPPVWTTESKLQS (SEQ ID NO.14)
ESDPPVASYQWRLIN (SEQ ID NO.15) ESVMQSYPPHLQIPG (SEQ ID NO.16)ESDPPVASYQWRLIN (SEQ ID NO.15) ESVMQSYPPHLQIPG (SEQ ID NO.16)
5) Procédé de détection d'auto-anticorps anti-TPO dans un échantillon d'un individu, caractérisé en ce qu'il comprend : a) la mise en contact dudit échantillon avec au moins un peptide selon l'une des revendications 1 à 4, dans des conditions permettant la formation de complexe immunologique, b) la détection de la formation de complexe immunologique entre un auto-anticorps anti-TPO et ledit peptide pour détecter la présence d'auto-anticorps anti-TPO dans l'échantillon de l'individu.5) A method of detecting anti-TPO autoantibodies in a sample of an individual, characterized in that it comprises: a) bringing said sample into contact with at least one peptide according to one of claims 1 to 4, under conditions allowing the formation of an immunological complex, b) the detection of the formation of an immunological complex between an anti-TPO autoantibody and said peptide to detect the presence of anti-TPO autoantibodies in the sample of the individual.
6) Procédé de diagnostic de pathologies auto- immunes plus particulièrement thyroïdiennes et ou de cancers thyroïdiens, caractérisé en ce qu'il comprend la mise en œuvre d'un procédé selon la revendication 5.6) A method of diagnosing autoimmune pathologies more particularly thyroid and or thyroid cancers, characterized in that it comprises the implementation of a method according to claim 5.
7) Kit pour la mise en place d'un procédé selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comprend :7) Kit for setting up a method according to one of claims 5 or 6, characterized in that it comprises:
- une quantité suffisante d'au moins un peptide selon l'une des revendications 1 à 4 pour fixer des autoanticorps anti-TPO dans un échantillon, - un ou plusieurs réactifs pour la détection des complexes immunologiques formés entre ledit peptide et les auto-anticorps anti-TPO,- a sufficient quantity of at least one peptide according to one of claims 1 to 4 to fix anti-TPO autoantibodies in a sample, - one or more reagents for the detection of the immunological complexes formed between said peptide and the autoantibodies TPO,
- éventuellement, un ou plusieurs réactif étalon comme des anticorps de référence.- optionally, one or more standard reagent such as reference antibodies.
8) Un anticorps anti-TPO humain dirigé contre un peptide selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. 9) Composition pharmaceutique comprenant à titre d'agent d'actif au moins un peptide selon l'une des revendications 1 à 4 ou un anticorps anti-TPO capable de reconnaître lesdits peptides selon la revendication 8.8) An anti-human TPO antibody directed against a peptide according to any one of claims 1 to 4. 9) Pharmaceutical composition comprising as active agent at least one peptide according to one of claims 1 to 4 or an anti-TPO antibody capable of recognizing said peptides according to claim 8.
10) Composition pharmaceutique selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit peptide est sous forme soluble ou sous la forme de protéines de fusion ou encore présentés par une molécule porteuse. 10) Pharmaceutical composition according to claim 9, characterized in that said peptide is in soluble form or in the form of fusion proteins or also presented by a carrier molecule.
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