Les dendrimères sont des entités chimiques "arborescentes" multi-ramifiées. Cette famille de polymères non linéaires comporte des applications dans différents domaines. Un dendrimère nommé ABP a montré des propriétés immuno-modulatrices sur le système immunitaire humain in vitro. Ce dendrimère comporte le profil d'un nouvel agent thérapeutique pour être utilisé dans le traitement de maladies inflammatoires chez l'homme. Parmi les cellules mononucléaires du sang humain, le dendrimère ABP cible principalement les monocytes et induit une activation anti-inflammatoire de ces cellules. Cette nouvelle étude a visé à comprendre l'interaction entre le dendrimère ABP et les monocytes humains. De manière intéressante, une interaction spécifique a été observée. En utilisant des expériences de modélisation, de physico-chimie et de biologie moléculaire, nous démontrons que le dendrimère ABP induit une activation anti-inflammatoire des monocytes humains par l'intermédiaire d'un ou de récepteur (s). / Dendrimers are multi-branched "tree-like" chemical entities. This family of non-linear polymers has already been applied in different fields. A dendrimer named ABP has shown some immuno-modulatory properties toward the Human immune system in vitro. This dendrimer is at the dawn to become a new therapeutic agent by itself for the treatment of inflammatory diseases in Human. Among human Peripheral Blood Mononuclear Cells (PBMC), the ABP dendrimer selectively targets human monocytes and induces an anti-inflammatory activation of these cells. This new study aims at understanding the interaction between the ABP dendrimer and human monocytes. Interestingly, a specific interaction was observed. Using, biological, physico-chemical and molecular modelling experiments we demonstrated that the ABP dendrimer triggers monocyte activation through receptor(s) recognition.

Les membranes cellulaires sont des systèmes complexes composés de lipides variés qui interagissent avec les protéines pour accomplir une fonction. Leur adressage spécifique dans la cellule est crucial pour le fonctionnement cellulaire. Les vésicules COP (coat protein) sont impliquées dans leur transport dans les premières étapes de la voie de sécrétion. Récemment, une interaction très spécifique a été identifiée entre le domaine transmembranaire de la protéine p24 (p24TMD) abondante dans la membrane des vésicules COP et la sphingomyéline C18:0. Cette spécificité a été identifiée dans le cas d’interaction protéine-protéine et protéine-acide nucléique comme impliquée dans la régulation de fonctions cellulaires, C’est pourquoi nous avons décidé d'étudier sur cette interaction. A cet effet, le p24TMD a été obtenu par synthèse chimique et sa structure étudiée par RMN du solide en présence de la sphingomyèline avec pour but ultime de comprendre la fonction. / Cell membranes are complex systems composed of variety of lipids that interacts with proteins to trigger cellular function. The delivery of these lipids to the right compartment is crucial for cells to work efficiently. The coat protein (COP) complex vesicles are involved in lipids traffic in the early stages of the secretory pathway. Recently, a highly specific interaction has been found between the transmembrane domain of p24 protein (p24TMD) abundant in COPI membrane and sphingomyelin C18:0. As such highly specific interaction have been reported for protein-protein and protein-nucleic acid interactions to be involved in regulation of cell functions, we decide to investigate this specific interaction. The p24TMD was obtained chemically and investigated by solid state NMR in presence of sphingomyelin with the ultimately goal to understand the function behind.

L'éventail thérapeutique utilisé en chimiothérapie antitumorale fait appel à des molécules ayant un indice thérapeutique limité dû à leur faible sélectivité d'action. C'est pourquoi nous développons au laboratoire de nouvelles approches pour guider la conception d'agents antitumoraux plus sélectifs. Cette approche s'intègre dans un design rationnel de ligands de l'ADN qui inhibent l'activité de liaison à l'ADN de facteurs de transcription afin de réguler l'expression de certains gènes.<br />Les dérivés DB, retenus pour cette étude, sont des molécules synthétisées par les Prs David Boykin et David Wilson (Atlanta) qui se fixent sur des séquences spécifiques dans le petit sillon de l'ADN. Ainsi, le composé diphényl-furane DB75 se lie en monomère à des séquences riches en paires de bases AT, alors que le dérivé phényl-furane-benzimidazole DB293 reconnaît la séquence 5'-ATGA en dimère. Cette reconnaissance «séquence-spécifique» pourrait cibler spécifiquement des interactions ADN-facteurs de transcription impliquées dans la régulation des gènes et la prolifération cellulaire.<br />Dans cette optique notre travail a été de déterminer la spécificité d'interaction à l'ADN de nouvelles molécules et d'en évaluer leur distribution cellulaire afin de pouvoir, dans un second temps, étudier la modulation de la liaison à l'ADN de facteur de transcription après fixation des dérivés.<br />Ainsi, nous nous sommes tout d'abord intéressés à la distribution cellulaire des composés DB dérivant du DB75 et du DB293 afin de déterminer s'ils pénètrent efficacement dans la cellule et se dirigent vers l'ADN nucléaire. Les résultats obtenus valident ceux publiés précédemment (Lansiaux et al., 2002a, 2002b) et montrent le faible impact des modifications du corps polycyclique sur la distribution des composés DB. Ainsi, les composés diphényl-furanes substitués sur le cycle furane, pénètrent efficacement dans le noyau alors que seules certaines substitutions sur les groupements phényles empêchent la molécule de pénétrer dans le noyau. Les conséquences cellulaires sont surprenantes puisque ces derniers composés présentent une très bonne cytotoxicité. Dans un second temps, nous avons étudié la spécificité et l'affinité de ces dérivés pour l'ADN. Nous avons ainsi découvert de nouveaux ligands des sites riches en paires de bases AT et des séquences ATGA qui ont permis de compléter nos connaissances des relations structure/affinité de ces composés.<br />Afin de déterminer si cette famille de ligands peut moduler sélectivement l'activité de liaison à l'ADN de facteurs de transcription, un criblage en mode compétitif de l'activité de 54 facteurs de transcription a été réalisé avec le DB293. Pour cela nous avons utilisé une approche innovante basée sur le principe des macroarrays : les membranes Transignal/Protein/DNA array I. Nous avons mis en évidence l'inhibition de la fixation de Pit-1 et Brn-3, deux facteurs de transcription à domaine POU dont les sites consensus contiennent un site riche en paires de bases AT et la séquence 5'-ATGA. Cependant, la seule présence d'un site 5'-ATGA ne prévient pas l'inhibition de l'activité de liaison à l'ADN par le DB293 puisque le facteur de transcription IRF-1 présentant aussi un site 5'-ATGA dans son site consensus n'est pas inhibé par le DB293. Nous avons montré que le DB293 interagit en dimère aux séquences 5'-ATGA des sites consensus Brn-3 et Pit-1 mais pas sur celui de IRF-1.<br />En parallèle, un ciblage de facteurs de transcription associés de manière privilégiée à un cancer donné et se liant au même type de séquence que les composés DB a orienté notre étude sur le complexe de transcription PBX/HoxA9. Ce complexe protéique se lie à une séquence nucléotidique à la fois riche en paire de base AT et contenant un site ATGA. Les membres de ce complexe sont sur-exprimés ou transloqués dans bon nombre de leucémies aiguës myéloïdes, lymphoïdes ou de syndromes myéloprolifératifs. Des tests d'interaction protéine/ADN nous ont permis de sélectionner des composés empêchant la fixation de HoxA9 sur sa séquence ADN cible. Les premiers résultats prometteurs dans la cellule montrent une toxicité induite par nos dérivés sur des cellules dont la prolifération est dépendante de l'activité de HoxA9 alors que cette toxicité est moindre dans des cellules n'exprimant pas HoxA9. Des tests clonogéniques effectués sur des cellules de moelle osseuse transformées par HoxA9 montrent un effet antiprolifératif du composé sélectionné qui est plus important sur les progéniteurs les moins engagés dans les voies de différentiation hématopoïétique.<br /><br />De plus, le criblage de nouvelles séries de molécules dicationiques a permis d'identifier 3 nouveaux composés, les dérivés DB1255, DB1242 et RT-29 qui se lient à des séquences originales riches en paires de base GC. Il s'avère que le composé DB1255 inhibe efficacement la fixation du facteur de transcription Erg sur son site consensus EBS.<br /><br />Cette étude montre pour la première fois l'inhibition de la fixation de facteurs de transcription par les composés DB et ouvre ainsi de nombreuses pistes prometteuses dans l'inhibition spécifiques de facteurs de transcription impliquées dans des processus de tumorogenèse.