Production, purification et sélection d’antithrombines recombinantes de seconde génération à visée thérapeutique : applications au sepsis sévère et à la circulation extracorporelle – THERAT

L’antithrombine, un agent double, anticoagulant et cytoprotecteur : Le projet THERAT porte sur l’un des inhibiteurs de la coagulation, l’antithrombine (AT). Outre son rôle d’inactiver la thrombine (facteur IIa de la coagulation) qui convertit le fibrinogène en fibrine, elle inhibe, outre la thrombine, plusieurs sérines protéases de la coagulation, dont le FX activé (FXa).
L’EA4531 de l’Université Paris Sud (partenaire 2) s’intéresse particulièrement à l’étude des relations structure-fonction de l’AT en vue de renforcer les propriétés du produit thérapeutique existant, qui est la protéine naturelle extraite du plasma humain commercialisée par le groupe LFB (Aclotine®). C’est donc naturellement que le groupe LFB (partenaire 1) s’est porté porteur du projet THERAT pour en assurer la valorisation industrielle.
La réaction d’inhibition de la coagulation médiée par l’AT est considérablement augmentée en présence de dérivés hépariniques, dont font partie les héparans sulfates cellulaires, qui se lient à l’AT par leur motif pentasaccharidique. L’AT possède en outre des propriétés cytoprotectrices (activités anti-inflammatoire et vasorelaxante) médiées par sa liaison aux héparans sulfates présents à la surface des cellules 1,2. Il existe donc un rationnel à développer des molécules recombinantes dérivées de l’antithrombine naturelle mais en découplant les activités anticoagulantes et cytoprotectrices de l’AT. En effet, les propriétés anti-inflammatoires de l’AT naturelle ne sont observées in vitro qu’à fortes doses (250 UI/kg), qui utilisées en pratique courante seraient susceptibles d’engendrer un risque hémorragique lié à l’administration de doses supraphysiologiques d’une protéine anticoagulante.
Ces molécules dérivées (« variants ») pourraient être destinées à la prise en charge du sepsis sévère, indication où l’AT naturelle est déjà utilisée, mais aussi être utilisées comme antidote des héparines et de leurs dérivés médicamenteux, en particulier dans le contexte des circulations extra-corporelles.

Les antithrombines de seconde génération, un nouvel agent cytoprotecteur : des variants recombinants d’AT, dépourvus d’activité anticoagulante et qui possèdent une affinité augmentée pour l’héparine, ont récemment été décrits, apportant la preuve du concept du projet THERAT. Son objectif est de généraliser l’approche et de développer par deux stratégies parallèles de mutagenèse aléatoire et dirigée des variants d’AT à fort potentiel thérapeutique, puis de les tester in vitro et in vivo (EA 3859, Université d’Angers, partenaire 4), tout en mettant en œuvre en parallèle des méthodologies innovantes de caractérisation (UMR CNRS 8612, partenaire 3) et de purification (LFB BIOTECHNOLOGIES, partenaire 1).

A terme, deux indications cliniques seront visées :
1- La neutralisation des dérivés hépariniques utilisés au cours des procédures de circulation extra-corporelle (CEC)
2- Le traitement du sepsis sévère
Dans les 2 indications, les variants d’AT devront présenter une activité anticoagulante réduite et une liaison à l’héparine augmentée comparativement à l’AT plasmatique thérapeutique (Aclotine®), tout en ayant une PK satisfaisante et en étant dénués de tout caractère immunogène. Le projet THERAT vise ainsi à démontrer l'intérêt thérapeutique de ces variants,