Université Lyon 1, The Molecular Microbiology and Structural Biochemistry Lab. (MMSB) Mono- and bi-specific nanobodies targeting the CUB domains of PCPE-1 reduce the proteolytic processing of fibrillar procollagens
Mol. Biol. 436(16):168667.doi: 10.1016/j.jmb.2024.168667
Lagoutte P, Bourhis JM, Mariano N, Gueguen-Chaignon V, Vandroux D, Moali C, Vadon-Le Goff S.
Cv
Priscillia Lagoutte (31 ans) a débuté son parcours scientifique par une licence en Biochimie-Biologie Moléculaire à l’Université de Bourgogne Dijon, suivi d’un Master Ingénierie Biochimique et Biotechnologies à l’Université Claude Bernard Lyon 1. Elle a ensuite continué avec un doctorat en Biochimie-Biologie moléculaire, réalisé au sein l’institut de recherche technologique Bioaster (soutenance en 2018) sous la direction du Dr. Bettina Werle. Au cours de sa thèse, elle a mis au point une méthode de génération totalement in vitro de ligands protéiques (Affibody, Nanobody : vHH) et a généré plusieurs ligands protéiques capables de distinguer entre des β-lactamases impliqués dans la résistance aux antibiotiques. En 2018, elle a entrepris un post-doctorat à Lyon au sein du laboratoire de biologie tissulaire et ingénierie thérapeutique (LBTI) dans l’équipe dirigée par Dr Catherine Moali. Son projet visait à étudier et caractériser des ligands protéiques (vHH) contre une protéine impliquée dans le processus de maturation des collagènes, la protéine PCPE-1, procollagen C-proteinase enhancer. Ses travaux qui ont fait l’objet d’un brevet et publié dans JMB ont notamment montré la capacité de réduire la maturation des collagènes et leur potentiel comme molécules pour détecter ou traiter les fibroses. Elle a également travaillé sur un autre projet qui visait à élucider le complexe de maturation à trois partenaires des collagènes fibrillaires par des approches d’ingénierie protéique et de cryo-microscopie électronique en collaboration avec le centre de particule d’imagerie d’Oxford (OPIC, STRUBI).
Depuis 2022, Priscillia Lagoutte est Maitre de conférences à l’Université Claude Bernard Lyon 1 et travaille sur l’étude des systèmes de sécrétion de type IV chez Helicobacter pylori dans le laboratoire de microbiologie moléculaire et biochimie structurale (MMSB) dans l’équipe du Dr Laurent Terradot.
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Résumé de l'article
The excessive deposition of fibrillar collagens is a hallmark of fibrosis. Collagen fibril formation requires proteolytic maturations by Procollagen N- and C-proteinases (PNPs and PCPs) to remove the N- and C-propeptides which maintain procollagens in the soluble form. Procollagen C-Proteinase Enhancer-1 (PCPE-1, a glycoprotein composed of two CUB domains and one NTR domain) is a regulatory protein that activates the C-terminal processing of procollagens by the main PCPs. It is often up-regulated in fibrotic diseases and represents a promising target for the development of novel anti-fibrotic strategies.
Here, our objective was to develop the first antagonists of PCPE-1, based on the nanobody scaffold. Using both an in vivoselection through the immunization of a llama and an in vitro selection with a synthetic library, we generated 18 nanobodies directed against the CUB domains of PCPE-1, which carry its enhancing activity. Among them, I5 from the immune library and H4 from the synthetic library have a high affinity for PCPE-1 and inhibit its interaction with procollagens. The crystal structure of the complex formed by PCPE-1, H4 and I5 showed that they have distinct epitopes and enabled the design of a biparatopic fusion, the diabody diab-D1. Diab-D1 has a sub-nanomolar affinity for PCPE-1 and is a potent antagonist of its activity, preventing the stimulation of procollagen cleavage in vitro. Moreover, Diab-D1 is also effective in reducing the proteolytic maturation of procollagen I in cultures of human dermal fibroblasts and hence holds great promise as a tool to modulate collagen deposition in fibrotic conditions.
