Les peptides antimicrobiens sont considérés comme une nouvelle classe prometteuse d'agents anti-infectieux. Afin de développer de nouveaux agents efficaces et non toxiques, des stratégies de conception rationnelle peuvent être utilisées. Dans cette perspective, nous avons utilisé une approche computationnelle pour concevoir trois peptides synthétiques ([I5, R8] MP, EcDBS1R6 et PaDBS1R1). En déterminant la concentration minimale inhibitrice, nous avons montré que tous les peptides sont actifs contre les bactéries Gram-négatif et -positif. Seul [I5, R8] MP a montré une activité antifongique. La mesure de la concentration de peptide provoquant 50 % de mortalité cellulaire a permis de montrer que les peptides étaient faiblement ou non hémolytiques, sans toxicité vis-à-vis des cellules embryonnaires rénales humaines HEK-293. La cinétique bactéricide a révélé que PaDBS1R1 et [I5, R8] MP tuent rapidement E. coli en comparaison à S. aureus et que EcDBS1R6 élimine rapidement les deux souches. Des études de perméabilisation et de dépolarisation combinées à de la microscopie électronique à haute résolution (FEG-SEM) ont montré un mécanisme membranolytique des peptides. L'analyse de la structure des peptides par spectroscopie de dichroïsme circulaire et résonance magnétique nucléaire, ainsi que par modélisation moléculaire lors de leur interaction avec une membrane modèle, révèle une conformation en hélice alpha amphipatique. En conclusion, notre étude indique que l'évaluation structurale et fonctionnelle de peptides antimicrobiens synthétiques conçus de manière rationnelle représente une stratégie prometteuse pour le développement de nouveaux agents antimicrobiens. / Antimicrobial peptides (AMPs) have been considered as a potential novel class of antimicrobial compounds. In order to generate new potent and non-toxic antimicrobial agents, rational design strategies may be employed. In this view, we used a computational method to design three synthetic AMPs ([I5, R8] MP, EcDBS1R6 and PaDBS1R1). By determining the minimum inhibitory concentration, we found that all the peptides were active against Gram-negative and -positive bacteria. Only [I5, R8] MP was found to display antifungal activity. The determination of the peptide concentration producing 50% of cell lysis revealed low or no hemolytic activity, with no cytotoxicity towards human embryonic kidney cells HEK-293. During time-kill assays more rapid bactericidal effects were observed for PaDBS1R1 and [I5, R8] MP against E. coli compared to S. aureus. For the peptide EcDBS1R6, identical killing curves were obtained for both bacterial strains. Membrane permeabilization and depolarization studies combined with field emission gun scanning electron microscopy (SEM-FEG) revealed that a membranolytic mechanism occurs for these peptides. When analyzed by circular dichroism and nuclear magnetic resonance microscopy or by molecular dynamics simulations during interaction with a membrane model, peptides were shown to adopt an amphipathic alpha-helical conformation. In conclusion, our results indicate that the structural and functional evaluation of rationally designed synthetic AMPs represents a promising strategy for the development of potent novel antimicrobial agents.

Les macrophages ont une contribution essentielle dans la bonne santé et la maladie. Comment les macrophages sont capables d'auto-renouvellement reste une question sans réponse. Au sein du laboratoire il a était démontré que les macrophages déficients pour MafB et c-Maf (Maf-DKO) ont la capacité de s'autorenouveller indéfiniment in vitro et ceci sans perdre leur identité de macrophages ni devenir cancéreux (Aziz et al. 2009). En utilisant les macrophages Maf-DKO comme outil d'étude de l'auto-renouvellement, nous avons pu identifier un réseau de genes qui permet l'auto-renouvellement des macrophages en absence de MafB. De plus nous montrons que des macrophages génétiquement non modifiés sont capables d'exprimer des genes du réseau d'auto-renouvellement des cellules souches embryoniques. Ce réseau d'auto-renouvellement est inhibé par MafB, qui peut-être sous exprimé in vivo. Les macrophages alvéolaires (MA) expriment constitutivement de faibles niveaux de MafB et c-Maf comme montré par Gautier et al. 2013. Les MA montrent une importante capacité d'auto-renouvellement, ils peuvent être amplifiés ex vivo. La surpression de MafB dans les MA in vitro et in vivo réduit la capacité d'auto-renouvellement de ces derniers. Nous avons finalement identifié GSK3 comme une cible pharmacologique pour l'inhibition de MafB dans les macrophages. Il a était montré que GSK3 tait nécessaire pour l'activation de MafB par phosphorylation directe. Nous avons montré que par inhibition de GSK3, les macrophages étaient capables s'auto-renouveler même s'ils exprimés de façon endogène/exogène MafB et c-Maf. / Macrophages contribute to essential functions in health and disease. Some macrophages are short lived but some macrophages are able to self-renew. However, in which manner macrophages are able to self-renew remains an open question. In our lab, we have demonstrated that macrophages deficient in MafB and c-Maf (Maf-DKO macrophages) can self-renew indefinitely in vitro, without neither loosing their macrophage identity nor becoming cancerous (Aziz et. al 2009).Using Maf-DKOs as a tool to study molecular mechanisms of self-renewal of macrophages, we have now been able to identify a network of genes, which allows macrophage self-renewal in the absence of MafB. We identified 25 genes, which affected only self-renewal. Additionally, we show that genetically unmodified macrophages are able to express self-renewal gene network. This self-renewal network is inhibited by MafB, which can be downregulated in vivo after mitogenic stimuli. Recently, Gautier et al., showed that Alveolar macrophages (AMs) constitutively express very low levels of MafB and c-Maf. We were able to demonstrate that AMs are able to self-renew in vitro and in vivo. Overexpression of MafB in AM in vitro and in vivo reduced the ability of AMs to self-renew. Additionally, we identified GSK3 as a pharmaceutical target for MafB regulation in macrophages. GSK3 has been shown to be required for Maf activation through direct phosphorylation. We showed that by inhibiting GSK3, macrophages were able to self-renew even if they were expressing endogenous or exogenous MafB and c-Maf.