Lipid-based nanoparticles for immune cell engineering
L'immunothérapie et l'immuno-ingénierie redéfinissent le traitement du cancer, des maladies infectieuses et auto-immunes en mobilisant et reprogrammant les cellules du système immunitaire. La réussite de ces approches repose sur la capacité à délivrer avec précision des instructions généti...
Bewaard in:
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| Andere auteurs: | , , , , , |
| Formaat: | Thèse numérique |
| Taal: | Anglais Français |
| Gepubliceerd in: |
2025.
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| Onderwerpen: | |
| Opmerking: |
Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant - SSBCV Partenaire(s) de recherche : Laboratoire Interdisciplinaire pour l'Innovation et la Recherche en Santé d Orléans (2024-....) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Luigi A. Agrofoglio (Président du jury) ; Giovanna Lollo, Roy van der Meel, Michel Cogné (Membre(s) du jury) ; Giovanna Lollo, Roy van der Meel (Rapporteur(s)) |
| Autres localisations: | Voir dans le Sudoc |
| Variante du titre: | Nanoparticules lipidiques pour l'ingénierie des cellules immunitaires |
| Samenvatting: | L'immunothérapie et l'immuno-ingénierie redéfinissent le traitement du cancer, des maladies infectieuses et auto-immunes en mobilisant et reprogrammant les cellules du système immunitaire. La réussite de ces approches repose sur la capacité à délivrer avec précision des instructions génétiques, notamment sous forme d'ARN messager (ARNm), afin d'induire ou d'optimiser des fonctions cellulaires. L'ARNm peut coder une large gamme de protéines, allant des cytokines aux systèmes CRISPR-Cas, mais de nombreuses cellules immunitaires primaires, en particulier les cellules Natural Killer (NK) et les lymphocytes B restent réfractaires aux méthodes non virales, limitant leur exploitation clinique. Cette thèse relève ce défi en associant approches conceptuelles novatrices et validations expérimentales. Après une introduction fondée sur une analyse critique des systèmes lipidiques de délivrance pour l'ingénierie génétique des cellules immunitaires, la première partie décrit la conception de formulations optimisées de nanoparticules lipidiques (LNP) et de lipoplexes cationiques pour transférer un ARNm codant l'IL-2 dans des cellules NK primaires, stimulant leur prolifération sans compromettre leur viabilité ni leur fonction cytotoxique. L'optimisation fine des paramètres physico-chimiques et l'étude de mécanismes cellulaires tels que l'endocytose ont permis d'identifier les leviers clés de la transfection. La seconde partie présente une plateforme LNP capable de surmonter la résistance des lymphocytes B à la transfection. Adaptée à la délivrance du système CRISPR/Cas9, elle permet une édition ciblée du locus des immunoglobulines afin d'induire un changement de classe des immunoglobulines produites. Des optimisations de formulation, des analyses mécanistiques et des essais in vivo ont confirmé la biocompatibilité et l'efficacité de cette approche. En conclusion, ces résultats proposent un cadre à la fois mécanistique et appliqué pour l'utilisation de l'ARNm dans l'ingénierie de cellules immunitaires difficiles à transfecter, et ouvrent de nouvelles perspectives pour le développement d'immunothérapies fondées sur les cellules NK et les lymphocytes B. Immunotherapy and immunoengineering are reshaping the treatment of cancer, infectious diseases, and autoimmune disorders by harnessing and reprogramming immune cells. The success of these approaches depends on the precise delivery of genetic instructions, notably in the form of messenger RNA (mRNA), to induce or enhance cellular functions. While mRNA can encode a broad range of proteins, from cytokines to CRISPR-Cas systems, many primary immune cell types, such as Natural Killer (NK) cells and B lymphocytes, remain highly refractory to nonviral delivery methods, posing a major barrier to their therapeutic use. This thesis addresses this challenge by combining innovative design principles with experimental validation. Following an introduction that critically analyzes lipid-based delivery systems for genetic engineering of immune cells, the first part describes the design of optimized lipid nanoparticle (LNP) and cationic lipoplex formulations for delivering IL-2-encoding mRNA into primary NK cells, enhancing their proliferation while maintaining viability and cytotoxic function. Fine-tuning of physicochemical parameters and investigation of cellular mechanisms, such as endocytosis, enabled the identification of key drivers of transfection efficiency. The second part presents an LNP-based platform that overcomes the inherent resistance of primary B lymphocytes to transfection. Adapted for the delivery of CRISPR/Cas9 components, this platform enables targeted editing of the immunoglobulin locus to induce class switch recombination (CSR) in the antibodies produced. Formulation optimizations, mechanistic analyses, and in vivo studies further confirmed the biocompatibility and efficacy of the approach. In conclusion, these results establish both a mechanistic and application-oriented framework for the use of mRNA in engineering hard-to-transfect immune cells, opening new avenues for NK- and B cell-based immunotherapies. |
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| Beschrijving item: | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant - SSBCV Partenaire(s) de recherche : Laboratoire Interdisciplinaire pour l'Innovation et la Recherche en Santé d Orléans (2024-....) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Luigi A. Agrofoglio (Président du jury) ; Giovanna Lollo, Roy van der Meel, Michel Cogné (Membre(s) du jury) ; Giovanna Lollo, Roy van der Meel (Rapporteur(s)) |
| Formaat: | Configuration requise : un logiciel capable de lire un fichier au format : PDF |
| Toegang: | Thèse confidentielle jusqu'au 20 octobre 2027 |