Le cancer est aujourd’hui un problème de santé majeur et fait l’objet de multiples recherches. De nombreuses molécules ont été synthétisées dans l’optique de trouver des médicaments plus efficaces, plus sélectifs et surtout présentant moins d’effets secondaire. Parmi ces molécules se trouvent les lamellarines. Les lamellarines sont des composés naturels d’origine marine ayant été isolés à partir du mollusque posobranche « Lamellaria ». Actuellement, plus de 35 lamellarines ont été isolées et identifiées et certaines d’entre-elles présentent des activités biologiques intéressantes. Parmi elles certaines sont efficaces contre des cellules cancéreuses de type MDR (Multi-Drug-Resistant). Dans le cadre de la recherche de nouveaux agents cytotoxiques et d’inhibiteurs de kinase toujours plus sélectifs, la structure des lamellarines a été simplifiée par réduction du nombre de cycles et par introduction de l’indole comme coeur de la molécule. Les activités biologiques, particulièrement intéressantes, sont également rapportées dans le document. / Cancer is nowadays a major problem of public health and is the subject of many researches. Numerous molecules have been synthetized with the aim of finding more efficient and selective drugs with less secondary effects. The lamellarins can be found among these molecules. Lamellarins are a family of marine alkaloids, isolated from the prosobranch mollusk « Lamellaria ». More than 35 lamellarins have been isolated to date and only a few show interesting bioactive properties. Moreover, these compounds have been reported for their efficiency in the treatement of multi-drug resistant (MDR). In the course to design original active products, the structure of lamellarins was simplified by reduction of the number of rings and the introduction of an indol as the core of the molecule. The biological activities are reported in the document and analysed.

Trouver des solutions thérapeutiques permettant de limiter le développement de la maladie du greffon contre l’hôte tout en conservant l’effet GvL est actuellement un des enjeux crucial de la recherche en hématologie. La GvH est la complication majeure chez les patients ayant subit une greffe allogénique de cellules hématopoïétiques (CH). Elle se caractérise par la reconnaissance des organes du patient comme non-soi par le nouveau système immunitaire mis en place. Les lymphocytes T sont les principaux effecteurs de la GvH mais ils permettent aussi la prise de greffe ainsi que l’éradication d’une partie des cellules malignes. Les dommages tissulaires liés au conditionnement préparatoire à la greffe favorisent cette allo-reconnaissance en fournissant aux cellules présentatrices d’antigènes quantité de peptides allogéniques. Les protéines de choc thermique (HSP) ont été très conservées au cours de l’évolution de part leur rôle primordial dans la préservation de l’intégrité cellulaire. Ainsi, elles permettent aux cellules de résister à différents stress (chimio-/radiothérapie, UV, hypoxie…) en protégeant de nombreuses protéines de l’agrégation mais aussi, en bloquant le déclenchement d’une apoptose précoce. Depuis quelques années, les HSP sont de plus en plus décrites comme protectrices de l’organisme. En effet, en cas de stress conduisant à la mort cellulaire, les HSP sont sécrétées dans le milieu extracellulaire où leur interaction avec d’autres cellules telles que les cellules immunitaires permet d’alarmer l’organisme quant au danger potentiellement présent pour lui. Cet effet, bénéfique en cas d’infection par exemple, peut se révéler néfaste dans divers pathologies inflammatoires. Notre équipe étant très spécialisée dans l’étude des HSP, nous avons voulu étudier grâce à un modèle murin mimant le développement de la GvH, le rôle de ces protéines dans ce contexte particulier. Nous avons d’abord voulu savoir si l’inhibition des HSP pouvait moduler le développement de la maladie. L’inhibiteur d’HSP90, 17AAG (17-allylamino-17-demethoxygeldanamycine), en empêchant HSP90 de stabiliser les kinases clés des voies de survie/prolifération induit la mort des lymphocytes T s’activant au contact de l’hôte. Un traitement court permet de prévenir le développement de la maladie dans notre modèle. D’autre part, nous avons pu observer que le conditionnement préparatoire à la greffe favorisait l’expression extracellulaire d’une autre HSP, gp96 (glycosylated protein 96). Cette protéine, en interaction avec le complément C3, agirait comme signal de danger en favorisant la présentation des peptides du receveur aux lymphocytes du donneur via leur présentation par les macrophages. A terme, ces travaux pourraient mener à de nouvelles stratégies thérapeutiques pour les patients atteints de désordres inflammatoires tels que la GvH ou des pathologies auto-immunes. / Hematopoietic cells transplantation (HCT) is often used as a curative approach for hematopoietic malignancies. Unfortunately, GvHD, for graft versus host disease, is the major lethal complication for patients undergoing HCT. Mature T-cells present in the graft recognize residual malignant cells and therefore decrease the risk of death related to relapse of cancer. This is the graft versus tumor effect. But when GvHD develops, those cells also recognize patient’s organs leading to organ failures. Irradiation and/or chemotherapy used as conditioning regimen also promote GvHD development. In fact, damaged tissues induce the secretion of danger signals, and the presence of apoptotic cells provides big quantities of allogeneic peptides to phagocytes. Therefore, new strategies, allowing the distinction between GvHD and the GvT effect are highly needed. Heat shock proteins (HSPs) have been conserved through evolution because of their crucial role in cell survival. During stressful conditions, (chemo-/radiotherapy, UV, hypoxia, …), they prevent protein aggregation and block untimely apoptosis. HSPs are more and more described as danger signals. Upon lethal stress, HSPs are secreted in the extracellular medium where they interact with immune cells to signal lethal danger to the organism. Although helpful during infection for example, this process could be deleterious during inflammatory pathologies such as GvHD. Our team is competent in studying the role of HSPs in different physio-pathological contexts. Thus we used an in vivo model that mimic GvHD development to determine the role of HSPs in GvHD. First, we tested HSPs inhibitors in our model. We observed that HSP90 inhibitor, 17AAG (17-allylamino-17-demethoxygeldanamycine) treatment, prevents GvHD development. In fact, upon host-reactive T-cells activation, 17AAG is able to block survival/proliferation pathways through destabilization of crucial kinases, client proteins of HSP90. Secondly, we observed that another HSP, gp96 (glycosylated protein 96) acts as a danger signal during GvHD through interaction with complement C3. Moreover, extracellular gp96 provides allogeneic peptides to macrophages that will present them at their surface for T-cell activation. Those results could lead to new therapeutic strategies for patients undergoing inflammatory disorders such as GvHD or auto-immune diseases.

La malaria est la 1ère parasitose mondiale du fait de son taux de morbidité et de mortalité. Elle est responsable de 198 millions de cas dont 584 000 décès en 2013 (OMS). La forme la plus sévère est due à l’apicomplexe Plasmodium falciparum. Etant donné l’absence d’un vaccin efficace et l’augmentation des résistances aux traitements, il est crucial d’approfondir nos connaissances sur la biologie de P. falciparum afin de trouver de nouvelles cibles thérapeutiques. Le cycle de vie complexe avec deux hôtes nécessite une régulation précise et dynamique de l’expression des gènes et des modifications post-traductionnelles. Dans ce contexte, il a été montré que les kinases et les phosphatases, impliquées dans les processus de phosphorylation et de déphosphorylation respectivement, jouent un rôle crucial pour la survie du parasite. Chez les eucaryotes, les phosphatases sont impliquées dans la croissance cellulaire, la différentiation et la division. Parmi elles, PP1, une des principales sérine/thréonine phosphatases, est composée d’une sous-unité catalytique (PP1c) et d’une sous-unité régulatrice. Ces régulateurs sont essentiels et confère à PP1 une localisation, une spécificité et une régulation de son activité. La majorité des régulateurs interagissent avec PP1c via différents motifs tel que le motif RVxF. Chez P. falciparum, PP1 (PfPP1c) est exprimée et semble être essentielle au niveau du stade érythrocytaire, en particulier dans la libération des mérozoïtes infectieux. Pour mieux comprendre la fonction de PfPP1c, nous étudions les régulateurs de PP1 chez le parasite. Nos études précédentes nous ont permis de caractériser 3 régulateurs au niveau moléculaire et fonctionnel. Dans ce contexte, nous avons montré que PfLRR1 et PfI2 inhibent l’activité de PP1 alors que PfI3 l’active. Des études de génétique inverse suggèrent que ces régulateurs sont aussi essentiels que la PP1c elle-même. Récemment, nous avons identifié dans le génome de P. falciparum le facteur d’initiation de la traduction de type 2 sous-unité ß (eIF2ß) qui pourrait être un partenaire/régulateur potentiel de PfPP1. Dans la 1ère partie de cette étude, l’objectif principal a été d’étudier la présence de motifs additionnels de fixation à PfPP1c dans PfI2 et leur impact sur sa fonction. En utilisant la RMN, un troisième motif d’interaction FxxR/KxR/K a été identifié. Ce motif a été montré comme agissant de concert avec le motif canonique RVxF. En effet, la mutation des deux motifs abolie complètement l’interaction avec PfPP1. De plus, en utilisant le modèle d’ovocytes de Xénope, nous avons montré que ces motifs sont nécessaires à PfI2 pour réguler l’activité de PP1. Finalement, l’utilisation d’un peptide dérivé du motif d’interaction FxxR/KxR/K de PfI2 a montré une accumulation dans les érythrocytes infectés et un effet anti-plasmodial a été observé. Dans la 2ème partie de cette étude, nous avons étudié eIF2β, un autre régulateur potentiel de PfPP1. Par des expériences de GST pull-down, nous avons montré l’interaction entre PfeIF2β/PfPP1 et deux motifs d’interaction ont été identifiés : RVxF et FxxR/kxR/K. De plus, en utilisant le modèle d’ovocytes de Xénope, nous avons démontré que PfeIF2ß est impliqué dans la transition G2/M, suggérant un rôle inhibiteur sur l’activité de PP1. La mutation d’un des deux motifs n’empêche pas la formation du complexe alors que la mutation des deux abolie l’interaction avec PP1. Afin de déterminer la fonction de PfeIF2ß in vivo chez Plasmodium, des expériences de génétique inverse ont été réalisées. Nous avons montré l’accessibilité au locus du PfeIF2ß par Knock-in et des expériences d’interruption du gène elf2ß chez Plasmodium falciparum et berghei (espèce spécifique aux rongeurs) sont actuellement en cours afin de déterminer l’essentialité de cette protéine dans le développement du parasite. / Malaria is still the most severe infectious disease in the world because of its high rate of morbidity and mortality. Malaria is responsible for 198 million cases among which 584 000 deaths in 2013 (WHO). The most deadly parasite is the Apicomplexa Plasmodium falciparum. Given the lack of efficient vaccine with long-lasting protection and the increase of resistance against current treatments it is crucial to further deepen our understanding the biology of Plasmodium falciparum to find new means of control. The complex life cycle within two hosts necessitates a highly accurate and dynamic regulation of gene expression and of post translational modifications. In this context, it has been shown that kinases and phosphatases, involved in phosphorylation/dephosphorylation processes respectively, play a key role in parasite survival. In eukaryotes, phosphatases have been shown to be involved in cell growth, differentiation and division. Among them, Protein phosphatase type 1 (PP1) has been reported as one of the major serine/threonine phosphatase proteins involved in diverse cellular functions. PP1 is composed of a single catalytic subunit (PP1c) with a capacity to interact with a high number of regulatory subunits. These regulators are essential as they are key players in different roles of PP1c, including its trafficking, activity and specificity. Most of regulators interact with PP1c via several binding motifs including the RVXF motif. In Plasmodium falciparum, PP1c (PfPP1c) is expressed and seems to be essential for blood stage parasite, in particular merozoïte liberation. To better understand the function of PfPP1c, we investigated the regulators of protein phosphatase type I in this parasite. Our earlier studies have characterized three regulators at the molecular and functional levels. In this context, we have shown that PfLRR1 and PfI2 inhibit PP1 activity while PfI3 activates it. Reverse genetic studies suggested that these regulators are as essential as the PP1c itself. Recently, we found in P. falciparum genome the eukaryotic translation initiation factor 2 subunit ß (eIF2ß) which could be a potential partner/regulator of PfPP1. In the first part of this study, the main objective was to further explore in PfI2 the presence of additional motifs of binding to PfPP1c and their impacts on its function. Using NMR spectroscopy, a third motif was identified: FxxR/KxR/K. This motif has been found to act together with the canonical motif RVxF. Indeed, mutations in both motifs abolished completely the interaction with PfPP1. In addition, using Xenopus oocytes model, we showed that both motifs were necessary for PfI2 to regulate the activity of PP1. Finally the use of a peptide spanning the FxxR/KxR/K motif of PfI2 regulator showed an accumulation in infected erythrocytes and an antiplasmodial effect was observed.In the second part, we investigated eIF2ß as a potential regulator of PfPP1. By GST pull-down assays, we have shown the interaction between PfeIF2ß/PfPP1 and two binding motifs were identified : RVxF and FxxR/KxR/K motifs. Moreover, using Xenopus oocytes model, we demonstrated that PfeIF2ß is involved in G2/M transition, suggesting an inhibitor function of PP1 activity. Mutation of one of two motifs did not prevent the interaction while mutation of both abolished this binding. To gain more insights on the function of PfeIF2ß in Plasmodium, reverse genetic experiments were carried out. We have shown the accessibility of PfeIF2ß locus by Knock-in and we are performing Knock-out experiments on Plasmodium falciparum and berghei (specific species of the rodents) to determine the essentiality of this protein for parasite development.

Le kinome humain comprend 518 protéines. Elles participent au processus de phosphorylation des protéines qui joue un rôle important dans les voies de signalisation cellulaire. Leur dérégulation est connue comme étant une cause de nombreuses maladies graves telle que les cancers. Du fait de leur grande similarité structurale des protéines kinases, il est difficile de développer des inhibiteurs qui soient à la fois efficaces et sélectifs. L’absence de sélectivité conduit le plus souvent à des effets secondaires particulièrement néfastes pour l’organisme. Au cours de cette thèse, nous avons d’abord développé de nouvelles métriques dont le but est de déterminer la sélectivité d’inhibiteurs à partir de données d’inhibition. Elles présentent l’avantage, comparées à d’autres métriques, d’être applicables sur n’importe quel type de données. Dans un deuxième temps, nous avons développé une approche protéométrique dans le but de comprendre pourquoi certaines protéines kinases ne sont jamais inhibées par des inhibiteurs de Type II. Le modèle statistique mis en place nous a permis d’identifier plusieurs résidus discriminants dont certains déjà décrits expérimentalement dans la littérature. Dans un troisième temps, nous avons développé un nouveau descripteur 3D de protéines kinases avec lequel nous avons mis en place et validé des modèles protéo-chimiométriques visant à étudier et découvrir de nouveaux inhibiteurs. / The human kinome contains 518 proteins. They share a common mechanism of protein phosphorylation known to play an important role in cellular signaling pathways. Impaired kinase function is recognized to be involved in severe diseases like cancer. Due to high structural similarity between protein kinases, development of potent and selective kinase inhibitors is a challenging task. The selectivity of kinase inhibitors may lead to side effects potentially harmful. In this thesis, we first developed new selectivity metrics to determine inhibitor selectivity directly from biological inhibition data. Compared to existing metrics, the new selectivity scores can be applied on diverse inhibition data types. Second, we developed a proteometric approach in order to understand why some protein kinases are never inhibited by Type II inhibitors. The statistical model built for this purpose allowed us to identify several discriminant residues of which few of them correspond to experimentally described residues of interest. Third, using a new 3D protein kinase descriptor, we developed and validated novel proteo-chemometrics approaches to study and discover new kinase inhibitors.

L’adaptateur LNK est un régulateur négatif des voies de signalisation, dont la voie JAK/STAT,essentielle au développement du système hématopoïétique. Son implication dans les hémopathies chroniques, notamment les Néoplasmes Myéloprolifératifs (NMP), a été mise en évidence par l’analyse de souris invalidées pour cet adaptateur et l’identification de mutations de LNK chez les patients atteints de ces pathologies. Toutefois, le mécanisme permettant la régulation de ses partenaires, dont la kinase JAK2, et l’implication fonctionnelle des mutations de LNK dans les NMP, restent à définir. Ainsi, mon projet de thèse a porté sur l’analyse structurale et fonctionnelle des complexes de signalisation LNK/JAK2 et sur le développement d’une stratégie moléculaire pour l’utilisation thérapeutique de LNK dans les NMP. Nos résultats ont montré pour la première fois, la fonction inhibitrice de la région N-terminale incluant le domaine d’homologie à la Pleckstrine deLNK sur JAK2 normale et de manière plus importante, sur la forme mutée JAK2-V617F, retrouvée chez les patients atteints de NMP. De plus, nos études sur les mutations de LNK localisées dans cette région régulatrice, ont permis de comprendre leur contribution dans le développement de ces hémopathies et de proposer un mécanisme d’inhibition de l’activation de JAK2 par LNK. Nos résultats permettent d’utiliser le ciblage de la région N-terminale de LNK comme stratégie moléculaire inhibant spécifiquement la forme oncogénique JAK2-V617F à l’aide de peptides pénétrants (CPP). A long terme, cette approche pourrait être utilisée comme outil thérapeutique dans le traitement de patients atteints de NMP positifs pour JAK2-V617F. / The LNK adaptor protein is a key negative regulator of signalling pathways, such as JAK/STAT, important in the development of the hematopoietic system. Its implication in chronic blood diseases, such as Myeloproliferative Neoplasms (MPN) has been confirmed by studies on Lnk-deficient mice, as well as the identification of LNK mutations in MPN patients. However, the LNK mechanism of regulation on its partners and the functional implication of LNK mutations in MPN pathogenesis, are still unclear. Therefore, my PhD project covers the structural and functional analysis of theLNK/JAK2 signalling complex and the development of a molecular strategy to use LNK as a therapeutic tool for the treatment of MPN patients. Our study showed, for the first time, the inhibitory function of the N-terminal region and the pleckstrin homology domain of LNK on JAK2 activity, which occurs more importantly on JAK-V617F than JAK2 wild type form. Moreover, our study provided evidence on how LNK mutations located in this LNK region could contribute to these haematological diseases and has allowed us to propose a model for LNK regulatory function on JAK2activity. Furthermore, we developed a cell penetrating peptide-based strategy to deliver this regulatory region of LNK in hematopoietic cells to specifically inhibit JAK2-V617F oncogenic form. The finalaim is to use this region as a therapeutic molecule to treat JAK2-V617F-positive MPN patients.

Le travail présenté dans ce manuscrit concerne le développement d’inhibiteurs sélectifs de NO Synthases, des enzymes qui catalysent la formation du monoxyde d’azote (NO) à partir de l’arginine. Trois isoformes ont été identifiées, la NOS neuronale (nNOS), la NOS endothéliale (eNOS) et la NOS inductible (iNOS). Une surproduction de NO dans l’organisme, notamment par la iNOS ou la nNOS, est impliquée dans différentes maladies, tel que le choc septique, l’arthrite, des maladies neurodégénératives ou encore certains cancers. L’inhibition des NOSs apparait donc une approche intéressante dans le traitement de ces maladies. Cependant, cette inhibition doit être sélective pour ne pas interférer avec les fonctions physiologiques des autres isoformes.Les composés synthétisés sont constitués d’une partie analogue du substrat de type S-Ethyl-Isothiocitrulline munie d’une extension sensée interagir dans le canal d’accès du substrat où la conservation entre les trois isoformes est plus faible que dans le site de liaison du substrat. Ces deux parties sont reliées par un lien qui peut être de type amide ou hétérocyclique. Ces composés sont obtenus grâce à une stratégie de synthèse en phase solide via un ancrage par la chaîne latérale, qui permet la synthèse rapide de bibliothèques de composés. Notre premier travail a été de tenter d’optimiser deux inhibiteurs sélectionnés de travaux antérieurs, l’un plutôt sélectif de la iNOS et l’autre de la nNOS. Pour cela, nous avons choisi certaines modifications selon une approche aléatoire. Mais nous avons également entamé une approche plus rationnelle en développant un protocole de docking, basé sur des structures de NOSs issues de la Protein Data Bank et destiné à prédire le mode de liaison des inhibiteurs dans le site actif des enzymes. Nous avons également développé de nouvelles séries de composés. En particulier, nous avons mis au point la synthèse sur support d’analogues où le carbone alpha de l’analogue de substrat est remplacé par un azote (composés de type aza). Nous avons aussi tenté la synthèse en solution de nouveaux analogues du substrat séléniés.Enfin, grâce au modèle de docking, un criblage virtuel de molécules issues de deux bases de données dont celle de la Chimiothèque Nationale a été effectué pour découvrir de nouvelles structures avec un potentiel pouvoir inhibiteur. Nous présentons donc dans ce document la conception et la synthèse de nouvelles séries d’inhibiteurs de NOSs, l’élaboration d’un protocole de docking pour apporter une approche plus rationnelle, et enfin l’évaluation des composés sur les trois enzymes recombinantes et, pour certains, sur deux lignées cellulaires productrices de NO. / This work is focused on the development of selective NO Synthases inhibitors, enzymes, which catalyse the production of nitric oxide (NO) from arginine. Three isoforms have been identified, the. neuronal NOS (nNOS), the endothelial NOS (eNOS) and the inducible NOS (iNOS). An overproduction of NO, in particular by iNOS or nNOS, is involved in many diseases such as septic shock, arthritis, neurodegenerative diseases or some cancers. Therefore, NOS inhibition looks very interesting to treat those diseases. However, this inhibition has to be selective of one isoform to not interfere with the physiological functions of the two others.The synthetic compounds are constituted of both an S-Ethyl-Isothiocitrulline as substrate analogue and an extension expected to interact into the substrate access channel, a less conserved region between the three isoforms compared to the substrate binding site. These two parts are joined together by a peptide bond or a heterocyclic link. These molecules have been obtained thanks to a solid-phase strategy through a side chain anchoring approach. This protocol allows the rapid synthesis of compound libraries. In a first work, we attempted to optimize two inhibitors selected from previous studies. One is rather selective of iNOS and the other to nNOS. We chose some modifications in a random fashion. But we also started a more rational approach by developing a docking protocol, based on NOS structures from the Protein Data Bank and designed to predict the binding mode of the inhibitors in the enzyme active sites.We also prepared new series of compounds. In particular, we developed the solid phase synthesis of derivatives where the alpha carbon of the substrate analogue is replaced by a nitrogen (aza-type compounds).. We also attempted the solution synthesis of new substrate analogues containing selenium.Finally, thanks to the docking model, we performed a virtual screening of molecules from two data bases including the Chimiothèque Nationale, to discover new structures with potential inhibitory activity.Therefore, we present in this manuscript the design and synthesis of new series of NOS inhibitors, the development of a docking protocol to provide a more rational approach, and finally the evaluation of compounds on the three recombinant isoforms and, for some, on two cell lines producing NO.

La dengue, une des maladies les plus largement émergents actuellement, avec 390 millions d'infections chaque année (OMS), est causée par le virus de la dengue contre lequel il n’existe pas de traitements. La protéine NS5 a un rôle important dans le cycle de réplication. Cette protéine se compose d'une méthionine S-transférase d’adénosyl en N-terminal et une ARN polymérase dépendante de l'ARN (RdRp) en C-terminal. Cette NS5 RdRp peut catalyser non seulement la synthèse du brin négatif de l'ARN, utilisé comme matrice pour synthétiser l'ARN brin plus-supplémentaire, mais aussi pour la synthèse d'un ARN complémentaire à partir d'une matrice court e d'ARN sans amorce (de novo). Dans ce travail de thèse, nous présentons la production et le test de l'activité de la protéine NS5, ainsi que du domaine polymérase RdRp pour les quatre sérotypes du virus de la dengue en développant un nouveau test enzymatique, en utilisant comme un réactif fluorescent. L'utilisation de ce réactif fluorescent a également contribué à la détermination des conditions optimisées pour développer un essai de criblage de l'activité polymérase pour identifier des inhibiteurs contre le virus de la dengue. En outre, quatre flavonoïdes, Hinokiflavone, apigénine, la quercétine et Amentoflavone ont montré des valeurs d’IC50 équivalentes contre toutes les constructions NS5 et les domaines polymérase des quatre sérotypes. / Dengue fever, one of the most widely emerging diseases nowadays with 390 million infections each year (WHO), is caused by Dengue virus in which no official antiviral reagent or vaccine is available. The NS5 protein has an important role in the replication cycle. This protein consists of a S-adenosyl methionine transferase at N-terminal and a RNA dependent RNA polymerase (RdRp) at C-terminal. This NS5 RdRp can catalyse for not only synthesis of minus-strand RNA to be used as the template to synthesize additional plus-strand RNA but also synthesizing a complement RNA from a short RNA template without primer (de novo). In this research we present the production and activity test for NS5 protein and N-terminal extended sequence 266-900 from NS5 RdRp of all first four serotypes of Dengue virus and a construct of sequence 273-900 using a new enzymatic assay, using Picogreen as fluorescent reagent. Using this fluorescent reagent also helped determining the optimised conditions to develop a screening assay for inhibitors against dengue polymerase activity. In addition, four flavonoids, Hinokiflavone, Apigenin, Quercetin and Amentoflavone showed approximate IC50 values when testing on all NS5 and polymerase protein constructs of all four serotypes.

Le ribosome est un complexe cellulaire impliqué dans la catalyse et la coordination des différentes étapes de la traduction de l’information génétique, des ARN messagers aux protéines. Avec une masse moléculaire avoisinant 3.3 méga daltons, le ribosome eucaryote est 40% plus volumineux que son homologue bactérien. Le premier volet de la thèse présente la structure cristallographique du ribosome eucaryote 80S de levure à haute résolution. Cette structure constitue une base solide pour l’étude de la synthèse des protéines chez les eucaryotes ainsi que pour le développement de nouveaux composés thérapeutiques. Le deuxième volet est consacré aux structures cristallographiques de deux familles d’inhibiteurs spécifiques des eucaryotes, les glutarimides et les trichothecenes, en complexe avec le ribosome. Ces inhibiteurs constituent de nouveaux outils pour sonder les fonctions du ribosome et contribueront aux développements de composés par des approches de structure‐based drug design. / The ribosome is large cellular machinery that catalyzes and coordinates every step required to translate the genetic information encoded in messenger RNAs into proteins. With a molecular weight of 3.3 mega daltons, the eukaryotic ribosome is 40% larger compared to its bacterial counterpart. The fist axis of thesis presents the crystal structure of the complete eukaryotic 80S ribosome from yeast at high resolution. This structure constitutes a unique framework for future investigations of protein synthesis in eukaryotes and development of new therapeutic agents. The second axis of the thesis presents the crystal structures of two distinct families of eukaryote‐specific inhibitors, the glutarimides and the trichothecenes, bound the eukaryotic ribosome. These inhibitors constitute new tools to probe the ribosome functions and a starting point for future structure‐based drug design.

Dans cette étude, nous décrivons pour la première fois les propriétés anti-tumorales de composés de type thiomorpholine sulfonamide hydroxamate dans le cancer du sein. Nous avons montré que le TMI-1, un inhibiteur à spécificité double MMPs/ADAM-17, est un puissant inhibiteur de la croissance tumoral in vitro et in vivo. Cette activité anti-tumorale est indépendante de l’inhibition d’ADAM-17 et des MMPs. En effet, le TMI-1 inhibe la croissance tumorale in vitro de 89% des lignées tumorales mammaires à des IC50 de l’ordre du micromolaire, par sa double capacité d’induire l’arrêt du cycle cellulaire en G0/G1 et l’apoptose dépendante de la voie extrinsèque. TMI-1 n’a aucun effet sur les cellules normales. In vivo, le TMI-1 inhibe le développement tumoral et l’apparition de nouvelles tumeurs dans les souris transgéniques MMTV-ERBB2/neu. A la différence des drogues cytotoxiques conventionnelles, TMI-1 à une activité sélective sur les cellules tumorales en affectant le pool de cellules souches cancéreuses mammaires. De plus, le TMI-1 agit en synergie en association avec les drogues de chimiothérapie et de thérapies ciblées. TMI-1 a déjà été utilisé en clinique, est une molécule candidate au repositionnement clinique en cancérologie. D’une manière intéressante, une corrélation marquée a pu être mise en évidence entre TMI-1 et le statut mutationnel de P53. Finalement, TMI-1 représente une alternative thérapeutique prometteuse dans le traitement des cancers, d’autant que la sélectivité semble associée à un marqueur « compagnon » P53, muté dans environ 50% des cancers. Le lien existant entre ces composés et P53 passe par l’identification de la ou les cibles. Ce travail est actuellement en cours, utilisant des approches de protéomique inverse. / In this study, we focused on breast cancer and reported for the first time in vitro and in vivo antitumor properties of thiomorpholin sulfonamide hydroxamate compounds. We found that TMI-1, a dual ADAM-17 and MMP inhibitor is a strong anti-cancer agent. TMI-1 exerts its antitumor activity at micromolar range by induction of cell cycle arrest in G0/G1 and extrinsic apoptosis pathway. TMI-1 is not cytotoxic for normal cells. 89% of breast tumor cells are sensitive to TMI-1 in vitro. TMI-1 is also efficient in vivo, inhibits tumor growth and prevents the formation of additional tumors in MMTV-ERBB2/neu transgenic mice. Unlike conventional cytotoxic drugs, TMI-1 has a selective activity on tumor cells by affecting the pool of cancer stem cells. Interestingly TMI-1 is a potent synergistic drug for breast cancer therapy. TMI-1, already used to treat inflammatory disease, is a candidate for drug repositioning in oncology. Interestingly, a marked correlation was found between TMI-1 and the mutational status of P53. Finally, TMI-1 is of outstanding interest, as efficiency may be related to the surrogate marker P53 mutated in approximately 50% of cancers. The relationship between these compounds and P53 is currently in progress. This is done by a reverse proteomic approaches attempting to identify direct target(s).

Le déséquilibre HAT/HDAC aurait une influence sur le développement de certains cancers ainsi que dans l’addiction à l’alcool ou à la cocaïne. En inhibant les histones désacétylases, le taux d'acétylation de la chromatine augmente ce qui permet l’accès aux facteurs de transcription et l'expression des gènes. Aujourd'hui, il existe de nombreux inhibiteurs d'HDAC de structures diverses, mais ils ne sont pas spécifiques et présentent des effets secondaires importants. Les inhibiteurs d'HDAC comme le butyrate de sodium ou le MS-275 ont montré une modification de la dépendance à l'alcool chez le rat. MS-275 inhibe principalement la classe I de HDAC et conformément à ces observations nous nous intéressons aux inhibiteurs les plus sélectifs de la classe I tels que le Largazole thiol et le RedFK228. Notre but est de synthétiser de nouveaux cyclodepsipeptides analogues afin d'obtenir un inhibiteur sélectif de la classe I. Les HDAC de la classe I sont Zn-dépendants, ces analogues auront un groupement sulfonylhydrazide ayant une bonne affinité pour l’ion Zn2+ (ZBG). Il sera relié au cyclodepsipeptide par un bras espaceur dont la longueur sera adaptée (n = 2, 3). Une autre pharmacomodulation concerne l'incorporation d’hétérocycles différents (oxazole, thiazole et pyridine). Les inhibitions de ces composés ont pu être testées sur HDAC1, HDAC3 et HDAC6. Un composé a une spécificité pour HDAC3 et un autre a une spécificité pour HDAC1. Les tests sur des rats "binger" permettent de penser que HDAC1 est impliqué dans ce model de consommation et non HDAC3. / The imbalance HAT/HDAC would influence the development of cancers and alcohol or cocaine addiction. HDAC inhibition allows increase of both acetylation rate and gene expression. Today, there are many structurally diverse potent, but non-specific HDAC inhibitors displaying important side-effects. HDAC inhibitors such as sodium butyrate or MS-275 have been shown to alter the alcohol dependence in the rat. MS-275 inhibits mainly class I of HDAC and in line with these observations we are interested in more selective class I inhibitors such as Largazole thiol and RedFK228. Our purpose is to synthesize new cyclodepsipeptides analogues in order to obtain selective class I inhibitor. HDAC class I is a Zn-dependent enzyme and our target molecules have sulfonylhydrazide function as efficient Zinc binding group (ZBG). Additional pharmacomodulations concern the incorporation of different heterocycles (oxazole, thiazole, pyridine) and varying linker lengths (n = 2, 3). Inhibitions of these compounds have been tested on HDAC1, HDAC3 and HDAC6. A compound has specificity for HDAC3 and another has specificity for HDAC1. Tests on rats "binger" suggest that HDAC1 is involved in this model of consumption and not HDAC3.