Sélection in vivo par phage display dans un modèle de sténose valvulaire aortique chez la souris pour la découverte de nouveaux peptides ciblant la valve aortique

Abstract

La sténose valvulaire aortique (SVA) est la maladie des valves cardiaques la plus répandue dans les pays développés qui touche les personnes âgées. La SVA est un processus actif caractérisé par des dépôts de lipides, de l’inflammation, de la fibrose et une calcification active des feuillets qui progresse vers un épaississement et durcissement de la valve aortique et une diminution de l’aire de la valve aortique. Nous avons émis l’hypothèse que la pathogénèse de la SVA modifie progressivement l’endothélium de la valve aortique, ce qui engendre l’expression de biomarqueurs spécifiques aux tissus et à la maladie. On rapporte dans cet étude, l’utilisation de la technique de sélection in vivo par phage display d’une librairie de peptides aléatoires afin de trouver de nouveaux peptides candidats qui se lieraient à des biomarqueurs spécifiques à la valve aortique malade d’une souris. Des souris ATX (LDLr-/-;Tg(hApoB+/+)) âgées atteintes de la SVA ont été utilisées pour la sélection in vivo d’une librairie de peptides aléatoires de 7 acides aminés contraints ou linéaires. Après 4 tours de criblage, on a caractérisé 14 phages différents qui ont été séparés en 5 motifs consensus pour la librairie linéaire et 11 phages différents qui représentent 5 différents motifs consensus pour la libraire de peptides contraints. La spécificité de 4 phages candidats de la librairie linéaire et de 5 phages de la librairie contrainte a été étudiée par l’immunomarquage des peptides d’intérêt exprimés par les phages sur les coupes de tissus de la valve aortique malade par rapport aux tissus contrôles du foie, du rein, de la rate, du ventricule et du poumon. Parmi eux, 6 phages représentent des peptides candidats intéressants qui ont besoin d’être testés davantage pour évaluer leur spécificité in vivo à la valve. Bien qu’il reste encore de la validation à effectuer, les peptides candidats spécifiques trouvés peuvent représenter des agents moléculaires d’imagerie utiles ou des transporteurs dans la livraison de drogue qui ciblent la valve aortique malade.

Aortic valve stenosis (AVS) is the most prevalent valvular heart disease that affects the elderly in developed country. The active disease process is characterized by lipid deposition, inflammation, fibrosis and active leaflet calcification that progress into the thickening and stiffening of the aortic valve, decreasing the aortic valve orifice. We hypothesized that the pathogenesis of AVS modifies progressively the valvular endothelium leading to the expression of tissue and disease-specific biomarkers. Here, we report the use of in vivo phage display screenings of random peptide libraries to discover new peptide candidates that target impaired aortic valves in mice. Old Ldlr-/-;hApoB+/+ mice with AVS were used for the in vivo screening of a constrained or a linear random 7 amino acids phage library. After 4 rounds of screening, we characterized 14 different phages that were separated in 5 repeated consensus motifs for the linear library and 11 different phages representing 5 different consensus motifs for the constrained library. The specificity of 4 candidate phages from the linear library and of 5 phages from the constrained library was studied by immunostaining of phages displaying the consensus peptide sequence of interest in tissue slices of aortic valve compared to control tissues from liver, kidney, ventricle, spleen and lungs. Among those, 4 phages represent interesting candidate peptides that will need to be further tested to assess their in vivo specificity to the valve. Although further validation remains to be performed, the candidate homing peptides found could represent useful molecular imaging agents or therapeutic delivery carriers to target diseased aortic valves.