Characterization and quantification of extracellular vesicles during the production of lentiviral vectors

Les vecteurs lentiviraux (VL), dérivés du virus de l’immunodéficience humaine (VIH), sont un outil puissant dans le domaine des thérapies géniques et cellulaires. Ces vecteurs sont utilisés afin d’introduire des gènes thérapeutiques dans des cellules de patients pour le traitement de maladies génétiques ou cancers, traditionnellement par des modifications ex vivo, mais également de nos jours avec des visées d’application directe in vivo. Les VL étant utilisés à des fins d’applications en santé humaine, une connaissance approfondie du produit final est primordiale. Les défis autour de l’industrialisation des procédés de production de VL sont nombreux et la fabrication à grande échelle repose souvent sur l’utilisation de la plateforme des cellules rénales embryoniques humaines (HEK293).Au cours des dernières décennies, les vésicules extracellulaires (VE) ont également reçu une attention accrue. Il s’agit de nanoparticules sécrétées de manière naturelle par n’importe quel type de cellules, incluant les cellules de mammifères utilisées dans les procédés de fabrication de vecteurs viraux telles que les HEK293. Les VE sont significativement impliqués dans la communication et le trafic intra-cellulaires, en transportant des cargaisons hétérogènes de lipides, protéines et acides nucléiques d’une cellule donneuse vers une cellule réceptrice. Les recherches autour des VE sont prometteuses non seulement en tant que biomarqueurs mais également en tant qu’outils thérapeutiques.Les VL et les VE sont issues des mêmes cellules et leurs chemins vont se croiser de multiples façons, à commencer par leur biogénèse très similaire, jusqu’à leurs propriétés biophysiques très semblables. Cette thèse a donc pour but de contribuer aux deux domaines, en commençant par mettre en lumière dans le premier chapitre la présence probable de VE dans les préparations de VL, en examinant l’inaptitude de la majorité des systèmes de bioprocédés à les séparer les uns des autres. En utilisant une lignée cellulaire productrice de VL dérivée des HEK293 ainsi qu’une approche muti-omiques, le deuxième chapitre introduit dans un premier temps la caractérisation des VE sans induction de production de VL, permettant d’établir un profil de VE de cellules hôtes. L’étude va plus loin par la suite dans la caractérisation de la population mixte de VE et VL résultant de l’induction de la production de VL.Consécutivement, tel que suggéré dans le premier chapitre, les VE et VL existant le plus probablement sous forme d’une distribution de populations plus ou moins continue, plutôt que sous forme d’entités séparées, dans le chapitre final, le produit résultant de la production de VL a été fractionné pour des analyses approfondies utilisant des méthodes orthogonales, dévoilant non seulement la difficulté à quantifier des nanoparticules sans réel signe distinctif, mais également les populations hétérogènes de VE et VL.En conclusion, ce travail présente des progrès dans la caractérisation des préparations lentivirales à usage humain en mettant un accent sur la présence de VE co-purifiés dans ces préparations