Amélioration d'un composé actif contre la maladie de Huntington

Improvement of a compound active against Huntington’s disease

• Auteur / Autrice : Cecilia Marelli
• Direction : Florence Maschat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 18/12/2015
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Mécanismes moléculaires dans les démences neurodégénératives (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Michel Vignes
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Florence Maschat, Michel Vignes, Jean-Michel Verdier, Emmanuel Brouillet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Alexandra Dürr, Jean-Charles Liévens

Mots clés

Mots clés contrôlés

Soins médicaux

Peptides

Chorée de Huntington

Mots clés libres

Maladie d'Huntington

Peptides

Traitement

Huntington's disease

Peptides

Treatement

Résumé

Le sujet de cette thèse est la poursuite de la caractérisation et du développement à fins thérapeutiques du peptide P42 dans la maladie d’Huntington (MH). Ce peptide a été précédemment identifié dans l’équipe dirigée par Florence Maschat et est capable de réduire la présence d’agrégats dans différents modèles cellulaires, mais aussi de Drosophile et murins de maladie d’Huntington. P42 est aussi capable de prévenir la dégénérescence neuronale et les altérations du transport axonal dans des tests effectués chez la drosophile (Arribat et al. 2013). Enfin les anomalies motrices, la perte de poids, et l’atrophie cérébrale sont restituées in vivo dans des souris R6/2 traitées par P42. Dans ce cas, P42 a été conjugué au peptide de transduction TAT, dérivé de VIH, et a été inséré dans des microémulsions, permettant des administrations répétées du peptide par voie intra-muqueuse, protégeant le peptide jusqu’à son arrivée au cerveau et facilitant sa diffusion au travers des membranes et la barrière hémato-encéphalique (Arribat et al., 2014). L’efficacité de ce peptide a ainsi été montrée après administration dans une phase pré-symptomatique ; toutefois, des résultats non publiés suggèrent également une efficacité partielle au niveau post-symptomatique. Ainsi ce peptide agirait à travers l’inhibition de l’agrégation en interagissant avec la protéine Htt dans sa partie N-terminale, et notamment au niveau de la partie N17. Des résultats préliminaires suggèrent également que, en tant que partie physiologiquement présente dans la protéine Htt, P42 pourrait avoir un rôle bénéfique et physiologique, notamment au niveau du transport axonal, sur le niveau d’expression du Brain nerve factor (BDNF) et sur l’activité neuronale. Mon travail de thèse se compose d’une part d’un travail de laboratoire, et d’autre part d’un travail de documentation. Le travail de laboratoire a été conduit sur le modèle Drosophile. Dans une première partie j’ai essayé de mieux caractériser l’efficacité de P42TAT par rapport à P42 dans l’inhibition des agrégats dans les glandes salivaires et dans la protection de la dégénérescence de l’œil. Notamment, j’ai testé l’efficacité de l’administration orale de P42TAT sur la réduction des agrégats dans les glandes salivaires. Dans une deuxième partie j’ai contribué à évaluer l’efficacité d’un fragment plus court de P42, P42B ; ce fragment de 14 aa initialement identifié par des études de dégradation de P42TAT dans des extraits de cerveau par la technique MALDI est retrouvé après 3 h et pourrait donc être une partie active, suffisante pour l’efficacité du peptide. Dans une troisième partie j’ai contribué à des études visant à étudier le rôle physiologique de P42 dans le transport axonal. Le travail de documentation a été finalisé par la soumission d’un dossier à l’agence européenne pour la médecine (EMEA), qui a permis d’obtenir la reconnaissance de P42 en tant que médicament orphelin pour la MH. Ce résultat est particulièrement important et pourrait être un premier pas vers le développement clinique de ce peptide. En effet aucun traitement curatif n’existe à ce jour pour la MH et la possibilité de réaliser des tests pré-symptomatiques permet de disposer d’une fenêtre unique pour une intervention thérapeutique précoce. De plus, au cours de ces dernières années, des études cliniques de suivi de sujets pré-symptomatiques et symptomatiques ont été menées, (études PREDICT-HD et TRACK-HD), qui ont conduit à l’identification de bio-marqueurs, notamment d’imagerie, capables de suivre l’évolution de la maladie, dès un stade pré-symptomatique, utilisables pour évaluer de façon objective l’efficacité d’un traitement, si disponible. Enfin, l’ensemble de ce travail m’a permis d’acquérir une expertise et de mener une réflexion au sein du laboratoire sur l’utilisation des peptides à des fins thérapeutiques dans la maladie d’Huntington, avec la production d’un papier de revue sur le sujet, soumis dans une revue internationale.

The subject of this thesis is the further characterization and development in therapeutic purpose of P42 peptide in Huntington's disease. This peptide was previously identified in the team led by Florence Maschat and it showed be able to reduce the presence of aggregates in different cell models, but also Drosophila and murine (mouse R6 / 2) of Huntington's disease. P42 is also able to prevent neuronal degeneration and alteration of axonal transport in the tests performed in Drosophila (Arribat et al. 2013). Finally the motor abnormalities, weight loss and brain atrophy are ameliorated in vivo in R6 / 2 mice treated with P42. In the latter case, P42 was conjugated to TAT transducing peptide, derived from HIV, and was inserted into microemulsions, with the purpose of enabling repeated administrations of the peptide by intra-mucosal route, protect the peptide until his arrival to the brain and facilitate its diffusion through the membranes and the blood-brain barrier (Arribat et al. 2014). The efficacy of this peptide has been shown following administration in a pre-symptomatic stage; however, unpublished results also suggest a partial efficacy in post-symptomatic level. Thus this peptide would be through the inhibition of aggregation by interacting with Htt in its N-terminal part, and in particular at the N17 part. Preliminary results also suggest that, as part physiologically present in the Htt protein, P42 and could have a beneficial physiological role, particularly in terms of axonal transport, level of expression of Brain nerve factor (BDNF), and neuronal activity.My thesis consists of a hand on a laboratory work, and secondly on a work documentation. The laboratory work was conducted using the Drosophila model. In the first part I tried to better characterize the effectiveness of P42TAT and compare it to that of P42 in inhibiting aggregates in the salivary glands and in the protection of the degeneration of the eye. In particular, I tested the efficacy of oral administration of the peptide P42TAT on reducing aggregates in the salivary glands. In the second part I helped evaluate the effectiveness of a shorter fragment of P42, P42B; this peptide was first identified through studies on the degradation of P42TAT in extracts of brain by MALDI; this fragment of 14 aa was found after 3 h and therefore could be an active portion, sufficient for the effectiveness of the peptide. In the third part I contributed to studies to study the physiological role of P42 in axonal transport.The documentation work was finalized at the submission of a dossier to the European Agency for medicine (EMEA), in order to obtain for P42 the label of orphan drug for Huntington's disease. This result is particularly important and could be a first step in the clinical development of this peptide. Indeed no curative treatment exists to date for Huntington's disease and the ability to perform pre-symptomatic tests can provide a single window for early therapeutic intervention. Moreover, in recent years, clinical studies monitoring symptomatic and pre-symptomatic patients were conducted (PREDICT-HD studies and TRACK-HD), which led to the identification of biomarkers, in particular of imaging, able to follow the evolution of the disease, already at a pre-symptomatic stage, be used to objectively evaluate the effectiveness of treatment if available. Finally, all of this work has allowed me to gain expertise and to reflect on the use of peptides for therapeutic purposes in Huntington's disease, with the production of paper review on the subject submitted to an international journal.