L'apéline est le ligand endogène du récepteur APJ, un membre de la superfamille des récepteurs couplés aux protéines G. Le système apélinergique est apparu comme une cible prometteuse associée à plusieurs processus physiologiques. Notre intérêt s'est porté particulièrement sur les rôles liés au système cardiovasculaire et à la modulation de la douleur. Nous posons l'hypothèse que la synthèse d'analogues de l'apéline-13 nous permettrait d'identifier d'une part des composés plus stables et d'autre part les voies de signalisation impliquées dans la modulation de la douleur, les effets hypotenseurs et cardioprotecteurs de notre cible. Ces outils pharmacologiques contribueront ultimement à concevoir un agent thérapeutique pour le traitement de la douleur chronique et des maladies cardiovasculaires. Les données de relations structure-fonction de l'apéline-13 révèlent la présence de deux pharmacophores distants importants. Le fragment N-terminal Arg[indice supérieur 2]-Pro[indice supérieur 3]-Arg[indice supérieur 4]-Leu[indice supérieur 5] semble primordial pour l'affinité, alors que la Phe[indice supérieur 13] C-terminale serait cruciale pour l'internalisation du récepteur et les effets hypotenseurs. Afin de mieux comprendre les relations structure-fonction de l'apéline-13, nous avons synthétisé près d'une centaine d'analogues linéaires et macrocycliques. Les composés ont été évalués pour leurs capacités à lier APJ, à inhiber la formation d'AMPc, à recruter les β-arrestines et à activer les protéines Gα[indice inférieur i/o]. Une variété de modifications chimiques a été introduite en C-terminal, nous conduisant à la découverte de composés de haute affinité et puissance. Deux analogues, 1Nal[indice supérieur 13] et 2Nal[indice supérieur 13], se sont distingués pour leurs différences d'effets analgésiques dans un modèle in vivo de douleur tonique. Ces derniers présentent une intéressante divergence de sélectivité fonctionnelle suggérant que l'effet analgésique serait associé à un biais favorisant le recrutement des β-arrestines par rapport à l'inhibition de l'accumulation d'AMPc. Un autre volet du projet dédié à l'investigation de la stabilité plasmatique de l'apéline-13 nous a permis d'identifier son profil de dégradation protéolytique in vitro et in vivo. L'évaluation des demi-vies plasmatiques des analogues de l'apéline-13, modifiés à des positions clés, a révélé l'importance de l'acide aminé C-terminal dans la stabilité plasmatique. Enfin, une étude préliminaire de SAR par une approche macrocyclique novatrice du ligand endogène nous a conduit à un composé induisant un effet hypotenseur deux fois supérieur à celui de l'apéline-13. Un autre macrocycle a, quant à lui, démontré une sélectivité fonctionnelle inédite, n'activant pas la voie AMPc mais provoquant le recrutement de la β-arrestine2. Cette classe de molécules, potentiellement plus stables, a un grand potentiel pour nous aider à identifier les voies de signalisation liées aux effets physiologiques d'intérêts, et représente surtout un premier pas vers un futur agent thérapeutique.

Afin d’améliorer la stabilité plasmatique de peptides, nous avons développé une nouvelle stratégie basée sur l’introduction d’une chaîne fluorocarbonée dans la séquence d’un peptide natif. En appliquant le concept à l’apeline-17, un peptide présentant un intérêt potentiel pour le traitement de maladies cardiovasculaires, nous avons amélioré sa stabilité plasmatique de 4 min à plus de 24 h ainsi que son efficacité in vivo. L’étude du mécanisme de stabilisation a permis de mettre en évidence la liaison de la fluoroapeline à l’albumine, conduisant à la protection du peptide vis-à-vis de la protéolyse. Le concept a été appliqué à d’autres peptides tels que l’apeline-13, l’angiotensine II, l’ocytocine et la spexine, démontrant ainsi l’étendue et les limitations de la méthode. Enfin, nous avons également conçu des sondes fluorescentes « turn-on » originales capables de révéler leur fluorescence uniquement après liaison au récepteur ciblé. Ces sondes pourront nous servir, par la suite, pour l’étude in vivo de la biodistribution des fluoropeptides. / In order to improve the plasma stability of peptides, we have developed a new strategy based on the introduction of a fluorocarbon chain in the sequence of a native peptide. By applying this concept to apelin-17, a peptide showing a potential interest for the treatment of cardiovascular diseases, we have improved its plasma stability from 4.6 min to more than 24 h as well as its in vivo efficacy. The mechanism leading to the increase of plasma stability has been carefully investigated demonstrating the binding of the fluoroapeline to the albumin, leading to protection towards roteolysis. The concept has been applied to other peptides such as apelin-13, angiotensin II, oxytocin and spexine, showing the extension and the limitations of this method. Finally, we have designed original fluorescent fluorogenic probes which turn on their fluorescence only after binding to the targeted receptor. These probes could be used for in vivo biodistribution studies of fluoropeptides.