Th.--Sci. phys.--Lille 1, 1979. N°: 440. / Extr. en partie de Biochimie, 57, 1975,401-415.

Thèse de doctorat : Sciences de la vie et de la santé : Paris 12 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 119 réf.

Thèse de doctorat : Sciences du vivant : Strasbourg 1 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 17 p.

L'analyse de la structure cristallographique de l'hémoglobine tronquée N de Mycobacterium tuberculosis (trHbN) a mis en évidence deux tunnels hydrophobes reliant le site actif à l'extérieur de la protéine. TrHbN a la capacité de protéger la respiration aérobique en phase stationnaire de Mycobacterium bovis de l'inhibition par le NO, possiblement grâce à son activité NO-dioxygénase. De plus, trHbN présente une des affinités pour l'oxygène les plus élevées observées pour une globine (K<i = 9 nM). Ces caractéristiques pourraient dépendre des tunnels de trHbN qui, par leur topologie, leur taille et leur caractère hydrophobe, pourraient servir à la migration sélective de ligands apolaires. Pour étudier cette hypothèse, des mutants aux entrées des tunnels obstruées ont été conçus in silico dans un premier temps, par une approche rationnelle. L'effet de ces mutations a été étudié par dynamique moléculaire d'une part et par spectroscopie et enzymologie d'autre part. Cette approche a montré que ces mutations n'ont pas perturbé le repliement de la protéine, la dynamique des résidus impliqués dans la stabilisation de ligands exogènes ou les caractéristiques spectrales de trHbN. De plus, la stabilisation d'une molécule d'eau au site distal est demeurée l'étape limitante de l'association de ligands à Thème. L'obstruction partielle à l'addition du NO à trHbNFen02 pour les mutants du tunnel court indique que celui-ci, ainsi que des voies de migration autres que les tunnels cristallographiques sont impliqués dans la migration de substrats apolaires au site distal.

Problématiques : 1) Mes travaux de maitrise ont démontré qu’il était possible de fusionner des hormones peptidiques avec la protéine fluorescente verte (EGFP) pour obtenir des ligands de haute affinité avec un haut poids moléculaire supportant des expériences d’imagerie. Cela a permis de détecter les deux récepteurs de la bradykinine (BK; B1R et B2R) ainsi que le récepteur PTH1 de la parathormone (PTH, PTH1R), trois récepteurs couplés aux protéines G (GPCR). Malgré la haute affinité de ces sondes, les applications restent limitées à des systèmes surexprimant le récepteur cible recombinant. Cela s’explique par les deux raisons suivantes : a) la faible abondance des récepteurs endogènes et b) le faible rendement de la fluorescence. 2) La génération de ligands de haut poids moléculaire et la démonstration que ceux-ci avaient toujours une activité pharmacologique pourrait permettre de résoudre une problématique majeure reliée à l’administration thérapeutique de BK. Malgré l’accumulation de preuves du rôle protecteur de la BK sur le système vasculaire, les récepteurs de la BK sont des cibles pharmacologiques quasi inexploitées, car les effets délétères causés par les agonistes de la BK, notamment au niveau de l’inflammation et de la génération de douleur, semblent limiter leur développement. Objectifs : 1) Étudier la pharmacologie de la maximakinine (MK), un analogue de la BK, et le potentiel de ce peptide comme module conférant l’affinité au récepteur B2 dans la conception de ligands biotechnologiques. 2) Générer des protéines de fusion ligands des deux principales familles de GPCRs (A : B2R; B : PTH1R). 3) Utiliser ces protéines de fusion pour permettre la détection de faibles niveaux de récepteurs difficilement détectables par les stratégies conventionnelles. 4) Évaluer l’activité pharmacologique de ces protéines de fusion. Résultats : Deux des trois protéines de fusion PTH générées (PTH-myc et PTHHRP) sont capables de détecter de manière spécifique les niveaux endogènes de PTH1R exprimés par les cellules HOS (ostéosarcome humain) grâce à leur domaine peroxydase intrinsèque ou assemblé. La protéine de fusion PTH-HRP est la plus prometteuse, et peut aussi être utilisée comme ligand non-isotopique dans un essai de compétition de liaison pour identifier de nouveaux ligands du PTH1R humain. La MK est un agoniste direct du récepteur B2 de rat, mais n’a qu’une affinité marginale pour le récepteur B2 humain. L’essai de contractilité de la veine ombilicale humaine a démontré que la MK était une pro-drogue pour le B2R humain, activée par des peptidases présentes dans ce tissu. La MK ne stimule pas la dégranulation des mastocytes via le récepteur MRGPRX2, malgré sa forte charge positive. Chez le rat, la MK est un agoniste persistant, résistant à la dégradation et de haute affinité pour le B2R. La protéine de fusion fluorescente EGFP-MK est un agoniste spécifique du B2R de rat, mais pas du B2R humain. Des études in vitro ont démontré qu’elle était aussi un agoniste persistant de haute affinité pour le B2R de rat. La protéine de fusion avec domaine peroxydase APEX2-(NG)15-MK permet la détection du récepteur B2 de rat recombinant de manière spécifique et efficace. De plus cette protéine de fusion peut être utilisée comme ligand non-isotopique dans des essais de compétition de liaison pour identifier de nouveaux ligands du B2R de rat. Il est possible de générer des protéines de fusion contenant la MK agoniste du B2R de rat de très haut poids moléculaire (>66 kDa), mais ceux-ci peuvent avoir une activité pharmacologique limitée par l’encombrement stérique entre la protéine de fusion et le récepteur. Conclusions et perspectives : Il est possible de générer des protéines de fusion avec des domaines enzymatiques agonistes des récepteurs B2 et PTH1. Cela permet une amplification significative du signal émis par les iv protéines de fusion comparativement aux protéines de fusion fluorescentes. La détection des niveaux endogènes de GPCRs par des protéines de fusion pourrait permettre de les utiliser dans des tests diagnostiques. Ces travaux, qui ont démontré qu’il était possible de générer des ligands biotechnologiques de haut poids moléculaire agonistes des principales classes de GPCRs (A et B), pourraient être appliqués aux autres ligands membres de ces familles en accord avec les modèles de liaisons de chaque ligand.

Thèses (M.Sc.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2004. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Mycobacterium tuberculosis atteint le tiers de la population mondiale et cause plus de 1.5 millions de décès chaque année. L’augmentation des infections chez les patients immuno-compromis et l’émergence d’infections à de nouvelles souches multirésistantes aux antibiotiques somme la communauté scientifique à la découverte de nouvelles cibles thérapeutiques ainsi qu’au développement de nouveaux antibiotiques, vaccins et thérapies. Parmi les ~ 4000 gènes du génome de Mycobacterium tuberculosis, un d’entre eux, glbN, code pour l’hémoglobine tronquée N. Les hémoglobines sont de petites métalloprotéines qui fixent réversiblement l’oxygène et qui effectuent plusieurs activités catalytiques importantes. Ainsi, nos recherches s’inscrivent dans le cadre d’une approche biochimique qui vise à définir une fonction pour l’hémoglobine tronquée N de Mycobacterium tuberculosis à l’aide de techniques biochimiques modernes et de la spectroscopie à flux-arrêté. Nos recherches nous amènent également à résoudre la structure tridimensionnelle du complexe oxygéné de trHbN, à caractériser les interactions protéines-ligands au site actif de l’hémoglobine et à définir leurs rôles dans l’établissement du potentiel fonctionnel de l’enzyme en utilisant les spectroscopies d’absorption, de résonance Raman et de diffraction des rayons X. Nous avons découvert que l’activité rapide et efficace de détoxication aérobie du •NO de l’hémoglobine tronquée N mesurée chez Mycobacterium bovis BCG pourrait remplir un rôle similaire chez Mycobacterium tuberculosis et permettre la persistance de l’infection tuberculeuse dans l’hôte par la prévention des effets cytotoxiques associés au •NO et à ses dérivés réactifs azotés. De plus, l’architecture et la polarité du site actif de l’hémoglobine tronquée N définissent le potentiel fonctionnel de la protéine et contrôlent la diffusion, la fixation, la stabilisation, l’activation des ligands coordonnées au fer de l’hème et assurent le maintien d’une activité catalytique rapide et efficace. Finalement, nos découvertes suggèrent que l’hémoglobine tronquée N pourrait constituer une nouvelle cible thérapeutique pour le développement éventuel de drogues inhibitrices qui inactiveraient la première ligne de défense du parasite et perturberaient son adaptation métabolique face aux stress oxydatifs. / Mycobacterium tuberculosis infects over one-third of the human population, causing 1.5 millions deaths each year. The increase incidence of infections among immunocompromised patients and the emergence of strains with resistance to multiple antibiotics urge the scientific community to discover new therapeutic targets as well as develop new antibiotics, vaccines and therapies. Among the ~ 4000 genes that compose the genome of Mycobacterium tuberculosis, one of them, glbN, encodes the truncated hemoglobin N. Hemoglobins are small metalloproteins that reversibly bind oxygen and perform a wide array of important catalytic activities. Thus, our research aims at defining a function for Mycobacterium tuberculosis truncated hemoglobin N using modern biochemical techniques and stopped-flow spectroscopy. Our research also leads us to solve the three-dimensional structure of the oxygenated complex of trHbN, characterize the proteins-ligands interactions within the active site of the hemoglobin and define their roles in establishing the functional potential of the enzyme using absorption, resonance Raman and x-rays diffraction spectroscopies. We discovered that the fast and efficient •NO detoxification activity of truncated hemoglobin N measured in Mycobacterium bovis BCG could fulfill a similar role in Mycobacterium tuberculosis and allow the persistence of the tuberculous infection in the host by preventing the cytotoxic effects associated with •NO and its reactive nitrogen derivatives. Moreover, the architecture and polarity of truncated hemoglobin N active site define the functional potential of the protein and control the diffusion, binding, stabilization, and activation of the heme-iron coordinated ligands and ensure the maintenance of a fast and efficient catalytic activity. Finally, our discoveries suggest that truncated hemoglobin N could constitute a new therapeutic target for the development of inhibitors that would inactivate the first line of defence of the parasite and disturb its metabolic adaptation to nitrosative stresses.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Cancérologie : Toulouse 3 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 196-238.

Le néocortex déclenche des activités paroxystiques suite aux lésions cérébrales traumatiques. Avec des blessures cérébrales pénétrantes, la déafférentation s'accompagne d'une longue période silencieuse du cortex atteint, et d'une augmentation des périodes d'hyperpolarisation du néocortex entourant la lésion. L'activité synchrone du réseau neuronal après une période de latence conduirait à l'épileptogenèse. Des tentatives de modifier la nature des crises ont été effectuées à l'aide de modèles animaux. L'une des plus prometteuse étant la chimiogenèse par l'injection des vecteurs viraux afin d'anéantir la réponse de certains récepteurs couplés aux protéines G aux ligands habituels, alors qu'ils réagissent aux médicaments désirés, comme N-oxyde de clozapine. Ces récepteurs appelés « DREADDs » exclusivement activés par ces médicaments ont été étudiés pour réduire le nombre et la sévérité des crises. Selon les résultats non-publiés de notre laboratoire, l'utilisation d'un DREADD excitateur près de «undercut» serait antiépileptogène. Nous pensons qu'une excitation ciblée pourrait optimiser l'effet antiépileptogène. L'excitation est directement liée aux neurones transduits. Nous postulons qu'une transduction optimale des neurones pourrait être atteinte par un dosage optimisé du virus injecté, tant au titre viral qu'au volume injecté. Pour prouver notre hypothèse nous avons utilisé trois différentes titrations de AAV2/8 et injecté différents volumes de ces titrations aux souris. Le volume de transfection corticale et le nombre des neurones transduits ont été quantifiés. Avec la titration E11gc/ml aucune transfection n'a été observée. Avec la titration E12gc/ml une corrélation quasi-linéaire a été observée entre le volume viral injecté, et le volume cortical transfecté, ainsi que le nombre de neurones transduits. Avec la titration E13gc/ml, une meilleure corrélation a été observée à la transduction neuronale qu'à la transfection corticale, par rapport au volume viral injecté. En conclusion, la titration E12gc/ml paraît être un meilleur choix pour nos futures études, la fiabilité de la titration E13gc/ml n'ayant pas été démontrée. / The neocortex is the origin of paroxysmal activities that occur after traumatic brain injuries. In penetrating brain injuries, deafferentation causes long silent periods in affected cortex and increased hyperpolarization period in neocortical tissue around the injury. The synchronous neural network activity after a latent period may lead to epileptogenesis. Some attempts to alter seizures were done using animal models. One of the most promising involves chemogenetic tools via AAV viral vector injection to make some G protein-coupled receptors unresponsive to their natural ligands, and activated by the desired drug, such as clozapine-N-oxide. These designer receptors exclusively activated by designer drugs (DREADDs) have been studied in reducing the numbers and severity of seizures. According to unpublished works in our lab, using excitatory DREADDs in the vicinity of undercut was antiepileptogenic. We believe there could be an optimal level of excitation for yielding an optimal antiepileptogenic response. This excitation is in direct relation with neurons transfected. We hypothesize that the optimal neuronal transduction might be achieved with optimal dosage of virus delivered, in terms of viral titration and the volume of virus injected. To test this, we used three different titrations of AAV2/8 and we injected different volumes of these titrations in adult mice. Cortical transfection volume and number of neuronal transductions were estimated. With E11gc/ml titration, no transfection was visible. With E12gc/ml titration, an almost linear correlation was observed between the volume of virus injected and the number of neurons transduced and the cortical volume of transfection. With E13gc/ml titration the correlation between the injected AAV volume and the number of neuronal transductions was still good but there was a poor correlation between AAV volume and transfection volume. We concluded that E12gc/ml titration was a more reliable option for our further studies. The reliability of E13gc/ml titration needs to be proven.

Les allocolchicinoïdes constituent une famille de composés présentant un système tricyclique de 6, 7 et 6 carbones respectivement, dont le premier cycle est hautement oxygéné. Plusieurs membres de cette famille possèdent des propriétés biologiques intéressantes. Leurs propriétés anticancéreuses envers une variété de lignées cancéreuses résistantes ont augmenté l'intérêt pour ce type de composé depuis quelques années. Afin d'exploiter des résultats novateurs obtenus récemment dans notre laboratoire, notre groupe de recherche s'est attaqué à la synthèse d'analogues d'allocolchicinoïdes. Celle-ci fait intervenir, comme étapes clés, un couplage de Suzuki menant à des o-aminométhylbiphényles ainsi qu'une cyclisation énantiosélective 7-exo-tet provenant d'une réaction de lithiation-substitution utilisant un complexe chiral BuLi?ligand. Dans ce contexte, une librairie de ligands chiraux a été synthétisée. Les résultats pour l'affinité de ces ligands envers différents métaux ainsi que les résultats préliminaires en synthèse énantiosélective seront présentés dans cette thèse.