Résumé : Les camélidés possèdent une caractéristique immunologique particulière parmi les mammifères. En plus des anticorps conventionnels tétramériques composés de 2 chaînes lourdes et de 2 chaînes légères, on retrouve dans des proportions variant de 25 à 50% des anticorps dépourvus de chaînes légères. Le paratope de ces anticorps est dès lors constitué de la partie variable monomérique des chaînes lourdes. Ce domaine d’environ 15 kDa représente le plus petit fragment capable de lier un antigène et est communément appelé nanobody de par sa petite taille. Les nanobodies possèdent des propriétés uniques considérables comparés aux anticorps conventionnels, comme leur capacité à reconnaître des épitopes cryptiques mais aussi la possibilité de les modifier et les assembler facilement afin d’améliorer leurs propriétés. Ces dernières années, les nanobodies ont connu un intérêt grandissant tant au niveau de la recherche fondamentale qu’au niveau du développement de nouvelles solutions diagnostiques et thérapeutiques. Grâce à leur utilisation, la biologie structurale des RCPGs a connu des avancées significatives avec notamment l’obtention de la structure du récepteur β2-adrénergique dans une conformation active et complexé à une protéine G hétérotrimérique. Les RCPGs représentent la plus grande famille de récepteurs membranaires avec près de 800 récepteurs différents. Ils sont exprimés dans toutes les cellules de l’organisme et répondent à une large variété de ligands, les rendant indispensables dans la régulation de nombreux processus physiologiques. Ce rôle central dans la modulation des fonctions biologiques fait des RCPGs des cibles thérapeutiques de premier choix, comme en atteste le pourcentage élevé (30 à 40%) de médicaments dirigés contre cette classe de récepteurs et actuellement sur le marché. Depuis quelques années maintenant, la biologie structurale des RCPGs a connu un essor sans précédent avec à ce jour, près de 190 structures tridimensionnelles expérimentales résolues. Ces avancées ont permis de mieux comprendre les mécanismes d’action de ces récepteurs ainsi que le mode de liaison de ligands, ouvrant notamment de nouvelles perspectives thérapeutiques par le développement rationnel de nouvelles molécules.Au cours de ce travail, nous nous sommes efforcés de développer des outils et une méthodologie nous permettant de résoudre la structure expérimentale de 2 récepteurs : ChemR23 et VPAC1. Pour cela, nous avons développé et caractérisé des nanobodies dirigés contre ces 2 récepteurs. Nous avons montré que les nanobodies dirigés contre le récepteur ChemR23 possèdent des propriétés antagonistes en inhibant partiellement la libération calcique de cellules CHO surexprimant ChemR23 ainsi que le chimiotactisme de cellules dendritiques induit par la chémérine. Profitant de la modularité offerte par les nanobodies, nous avons conçu un nanobody bivalent, dont les propriétés antagonistes sont significativement améliorées. Concernant le récepteur VPAC1, nous avons identifié que les nanobodies générés reconnaissent un épitope présent au niveau du large domaine amino-terminal et distinct du site orthostérique du peptide VIP. Bien que dépourvu de propriétés fonctionnelles, 2 de ces nanobodies voient leur affinité augmentée en présence d’un agoniste, et diminué en présence d’un agoniste inverse. Enfin, nous montrons qu’ils sont utilisables pour la détection du récepteur endogène présent à la surface de leucocytes mais également au niveau de coupes de tissus gastro-intestinaux sains.En parallèle, nous avons mis au point la production de ces récepteurs dans des cellules d’insecte, permettant de produire les quantités nécessaires à des études structurales. Nous avons également apporté et validé diverses modifications à la structure de ces récepteurs, en vue d’augmenter leur stabilité une fois extraits de leur environnement natif. Un processus itératif nous a permis de déterminer les conditions optimales de solubilisation de ces récepteurs afin de maximiser l’obtention d’une forme monomérique et de minimiser la présence de formes multimériques ou dégradées. Nos premiers essais de purification par chromatographie d’affinité sur colonnes de nickel, ainsi que par chromatographie d’exclusion de taille, nous ont permis d’isoler des récepteurs entiers. Cependant, les chromatogrammes issus des purifications par chromatographie d’exclusion de taille suggèrent la présence de récepteurs en partie agrégés. De plus, nous n’avons pu déterminer précisément à ce jour si les récepteurs purifiés maintenaient une conformation native, prérequis indispensable pour réaliser des études cristallographiques.Bien que nous n’ayons pas résolu la structure expérimentale de ces 2 récepteurs, le travail réalisé dans le cadre de notre thèse de doctorat a permis de développer des nanobodies qui représentent des outils innovants pour l’études des RCPGs ainsi que de mettre au point des protocoles de production et de purification préliminaire des récepteurs ChemR23 et VPAC1 en vue de leur étude cristallographique.