Décoder les molécules de sucre sur les protéines pour transformer la médecine personnalisée
Cette approche intégrée signifie que les chercheurs n’ont pas besoin d’assembler des services distincts; nous fournissons un flux de travail complet.
Robert-Jan Lamers, coordinateur du projet GLYSEC, cofondateur et directeur de l’entreprise Immundnz Ltd.
Le succès des thérapies modernes dépend de plus en plus de notre capacité à comprendre la manière dont la biologie spécifique du patient façonne les réponses aux médicaments. L’attachement de molécules de sucre aux protéines, un processus connu sous le nom de glycosylation(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), peut profondément influencer la fonction immunitaire. Cependant, cette couche de la biologie est largement négligée dans la mise au point de médicaments, où l’accent est traditionnellement mis sur la séquence des protéines et l’affinité avec la cible. Les structures glycaniques sont très complexes, dynamiques et difficiles à caractériser de manière systématique. Par conséquent, elles sont rarement intégrées dans la conception et la fabrication de médicaments standard. Les réactions immunitaires indésirables induites par les schémas glycaniques peuvent réduire l’efficacité du traitement ou déclencher des effets indésirables, ce qui souligne la nécessité d’élaborer des stratégies prédictives.
Une plateforme de collaboration pour l’analyse de la glycosylation
Financé par l’UE via Horizon Europe(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), Innovate UK(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et la RVO(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), le projet GLYSEC a créé une plateforme analytique intégrée pour la glyco-immunologie qui aide les chercheurs à découvrir comment les molécules de sucre sur les protéines, connues sous le nom de glycanes, façonnent les réponses immunitaires et la progression de la maladie. GLYSEC est le fruit d’un partenariat entre trois entreprises européennes: Immundnz(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) au Royaume-Uni, GlycoMScan(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et TenWise(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) aux Pays-Bas. Cette collaboration associe l’expertise en immunologie d’Immundnz à la glycoprotéomique LC-MS de pointe de GlycoMScan et à l’exploration documentaire alimentée par l’IA de TenWise. «Nous proposons tout, des expériences sur les cellules immunitaires à l’analyse avancée des glycopeptides, en passant par la bio-informatique prédictive. Cette approche intégrée signifie que les chercheurs n’ont pas besoin d’assembler des services distincts; nous fournissons un flux de travail complet», explique le coordinateur du projet, Robert-Jan Lamers, cofondateur et directeur de l’entreprise Immundnz Ltd. GLYSEC place la biologie des glycanes au centre de la découverte de médicaments, en générant des données qui peuvent être directement interprétées pour identifier de nouvelles cibles médicamenteuses et de nouveaux biomarqueurs. Le service ne se contente pas de produire des données, il les convertit en informations exploitables qui guident le développement des traitements.
Les technologies à l’origine de GLYSEC
Le flux de travail GLYSEC en glyco-immunologie commence par la sélection des cellules immunitaires d’intérêt, telles que les cellules dendritiques, les macrophages, les lymphocytes NK, les lymphocytes T ou les lymphocytes B, et le type de cellule préféré. Une fois que les plans expérimentaux sont adaptés en collaboration avec le client, tel qu’un institut de recherche ou un hôpital, des cocultures sont établies, et les médicaments candidats sont testés en recourant à la cytométrie en flux et aux immunoessais multiplex. Les échantillons sont ensuite préparés pour l’analyse chromatographie en phase liquide–spectrométrie de masse à haute résolution(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) afin de générer des spectres de masse détaillés pour la caractérisation précise des protéines glycosylées. GLYSEC intègre les données expérimentales à la bio-informatique prédictive en utilisant les informations des bases de données protéomiques et glycaniques. Le service associe les profils de glycosylation spécifiques générés aux voies de signalisation, aux métabolites et aux maladies. L’ensemble des résultats est compilé dans un rapport qui offre des réponses précises aux questions biologiques initiales du client et oriente les stratégies thérapeutiques ou diagnostiques.
Des découvertes importantes
L’approche de GLYSEC a été appliquée à de nombreux domaines thérapeutiques, notamment le cancer, les maladies inflammatoires et auto-immunes, soutenant ainsi l’innovation thérapeutique et diagnostique. Le projet a déjà contribué à des avancées notables, telles que celles mentionnées ci-dessous. Dans le domaine de l’immunothérapie contre le cancer, la plateforme a révélé que les schémas de sucre sur les cellules immunitaires déterminent si elles attaquent les tumeurs ou si elles soutiennent leur croissance. En modifiant les étapes de la glycosylation, les chercheurs ont pu faire passer les cellules immunitaires en mode de lutte contre le cancer. De même, dans le cadre de la recherche sur les maladies auto-immunes, GLYSEC a identifié les modifications des glycanes qui déclenchent une activation immunitaire indésirable, fournissant ainsi des cibles pour le développement de médicaments à un stade précoce. Ces résultats démontrent la puissance de l’intégration de la glyco-immunologie dans la conception thérapeutique et ouvrent de nouvelles voies pour des interventions spécifiques aux patients.
Une conception plus intelligente des médicaments
L’analyse des profils glycaniques des patients avant le traitement peut permettre de prédire les réponses immunitaires, de réduire les effets indésirables et d’améliorer l’efficacité, rapprochant ainsi la médecine de précision de la réalité. La plateforme accélère également la découverte de médicaments en donnant la priorité aux cibles à fort potentiel translationnel et pourrait favoriser l’émergence de classes thérapeutiques entièrement nouvelles axées sur la modulation des glycanes. Selon Robert-Jan Lamers: «GLYSEC représente un changement fondamental dans la façon dont nous développons les traitements.» À l’avenir, l’équipe du projet vise à établir des partenariats avec des sociétés pharmaceutiques afin d’intégrer les connaissances sur la glycosylation dans les pipelines de médicaments. Le consortium a réuni Immundnz, GlycoMScan et TenWise, et a été cofinancé par l’UE dans le cadre d’Horizon Europe, par l’Agence britannique pour l’innovation (Innovate UK) et par l’Agence néerlandaise pour les entreprises (RVO).