Le récepteur transmembranaire HER2 est impliqué dans la prolifération cellulaire. Il est parfois surexprimé à la surface des cellules tumorales dans le cas de cancers du sein. Des thérapies ciblées anti-HER2 existent et peuvent être proposées aux femmes ayant un statut HER2 positif. Il s'agit de deux anticorps thérapeutiques : le trastuzumab et un autre, arrivé plus récemment sur le marché, le pertuzumab qui pallie en partie le problème de résistance acquise au trastuzumab.
Comment ces deux molécules agissent-elles ? Où se lient-elles à HER2 ? Pourquoi une synergie thérapeutique entre le trastuzumab et le pertuzumab est-elle observée ? Pour répondre à ces questions, il est nécessaire de modéliser les interactions entre les trois partenaires, et l'apport de la biologie structurale est essentiel. L'analyse de particules uniques par cryomicroscopie électronique à transmission (cryo-EM) est particulièrement intéressante pour ce type de complexes et a déjà servi à modéliser un complexe ternaire associant HER2 et deux fragments de liaison (Fab) des deux anticorps thérapeutiques. Mais la résolution de la structure obtenue ne permettait pas de décrire les interfaces anticorps-antigène à l'échelle atomique. HER2 est un objet compliqué à étudier du fait de sa grande flexibilité. L'interface HER2-trastuzumab en particulier se situe dans la partie la plus flexible : le domaine IV de HER2.
Une structure ternaire hautement résolue
L'équipe « Interactions et mécanismes d'assemblage des protéines et des peptides » (B3S/I2BC), en collaboration avec Sanofi, l'IMPMC (CNRS, Sorbonne Université, MNHN, IRD) et l'Institut Pasteur, a obtenu la structure détaillée du complexe ternaire HER2/Fab pertuzumab/Fab trastuzumab. Dans un article publié dans le Journal of Structural Biology, les auteurs dévoilent une structure du complexe offrant une vue plus détaillée que celle précédemment disponible. Elle met en évidence une boucle du domaine IV qui avait été négligée auparavant et qui pourrait être impliquée à la fois dans la liaison du trastuzumab et dans la dimérisation de HER2. Cette découverte peut contribuer à expliquer l'effet anticancéreux synergique des deux anticorps. Les auteurs proposent en outre que la flexibilité du complexe HTP, au-delà des difficultés qu'elle entraîne pour l'analyse cryo-EM, reflète en fait la régulation de la signalisation HER2 et son inhibition par les anticorps thérapeutiques.
De l'importance de la préparation des échantillons
Les auteurs reviennent également sur l'importance cruciale de la préparation des échantillons pour la microscopie électronique. Ils soulignent l'importance d'une solide caractérisation biophysique des échantillons en amont de la préparation des grilles pour la cryo-EM.
Les auteurs remarquent qu'ils obtiennent leurs meilleures données avec des grilles de carbone continues ultra-minces, ce qui montre qu'avec les caméras actuelles, leur utilisation pour atténuer la mauvaise distribution des particules devient compatible avec un complexe protéique de seulement 162 kDa. Finalement, ils déposent dans la base de données publique EMDB (Electron Microscopy Data Bank) les images du complexe extraites des micrographies. Ces données portant sur un complexe protéique bien plus petit que celles déjà disponibles pour des complexes flexibles pourront être exploitées pour poursuivre le développement de logiciels prenant en compte l'hétérogénéité conformationnelle continue dans les images cryo-EM.
Contact Institut des sciences du vivant Frédéric-Joliot / I2BC :