Recherche Avancée

Thèse soutenue

Inhibition fonctionnelle des récepteurs à protéines G pour chimioattractants FPR et FPRL1 et de l'ABC-transporteur MDR1 par les Cyclosporines

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Auteur / Autrice : Tom Wenandy
Direction : Francis Loor
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences du Vivant. Physiopathologie et défenses immunitaires
Date : Soutenance en 2003
Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Résumé

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Les Cyclosporines (Cs) représentent une classe de peptides cycliques neutres composés de 11 acides aminés aliphatiques, produits par différents champignons imparfaits et quelques Ascomycètes. Les activités biologiques des Cs sont nombreuses, bien que seule l'activité immunosuppressive soit généralement connue. En séquestrant dans le cytosol la calcineurine dans un complexe moléculaire avec la cyclophiline, certaines Cs exercent une puissante activité immunosuppressive en supprimant spécifiquement la transcription du gène de l'interleukine-2 (IL-2), cytokine d'activation et de croissance des lymphocytes T. Indépendamment de cette propriété mettant en jeu l'interaction cyclophiline-Cs, les Cs peuvent exercer une ou plusieurs activités biologiques résultant de leur interaction avec des glycoprotéines membranaires. Ainsi, plusieurs Cs sont connues pour leurs propriétés inhibitrices sur la P-glycoprotéine MDR1 humaine (Pgp), une flippase responsable de la résistance de nombreuses tumeurs à la chimiothérapie anticancéreuse, mais exprimée également par certaines cellules immunocompétentes, ainsi que par des cellules épithéliales normales intervenant dans la protection de l'organisme contre des produits toxiques endogènes et exogènes et donc aussi dans le contrôle de la biodisponibilité de médicaments in vivo. Quelques Cs peuvent également inhiber le récepteur humain pour peptides N-formylés d'origine bactérienne ou mitochondriale (FPR), un récepteur chimiotactique à 7 pièces transmembranaires couplé à une protéine G (7TM-GPCR), récepteur dont l'absence est connue pour affecter l'immunité anti-bactérienne, mais dont les rôles physiologiques, pas encore clairement élucidés, semblent être plus nombreux. En plus de ces activités biologiques, les Cs présentent l'avantage galénique, qu'après administration orale, leur dégradation dans le tractus gastro-intestinal est retardée, et qu'une fraction substantielle passe de manière non-transformée dans la circulation générale. En effet, différentes raisons pour cette 'résistance' à la dégradation existent : leur taille relativement importante (leur poids moléculaire (PM) est largement supérieur à 500) implique une élimination par voie biliaire plutôt que par voie rénale (qui concerne surtout les composés avec un PM<300). Si une structure cyclique présente déjà l'avantage sur une structure linéaire d'être moins susceptible aux enzymes de dégradation, la métabolisation d'un peptide cyclique N-méthylé semble se révéler particulièrement difficile (la plupart des Cs présentent 5 ou 6 acides aminés sur 11 N-méthylés). Ces molécules sont ainsi très lentement transformées en métabolites qui maintiennent une structure cyclique. Outre cette stabilité, c'est le caractère hydrophobe de ces molécules qui leur permet une interaction facile avec la membrane plasmique et/ou le passage vers le milieu cytoplasmique. Mes travaux de thèse consistaient en l'étude et la comparaison d'un nombre important de Cs naturelles, synthétiques et semi-synthétiques, ainsi que d'une famille de cyclopeptolides non-apparentés aux Cs, les Auréobasidines, pour leur capacité de moduler (voire inhiber) le fonctionnement de la Pgp pour restaurer ainsi la sensibilité de cellules tumorales résistantes à la chimiothérapie. En parallèle, nous avons étudié l'action de ces molécules sur le FPR. Nos résultats et sur l'inhibition de la Pgp et sur celle du FPR ont été intégrés ensuite sous forme de relations-structure activité, afin d'apporter des précisions sur les modifications chimiques et, par conséquent, sur les propriétés structurales requises pour une interférence optimale avec le fonctionnement de ces deux récepteurs appartenant à des superfamilles structuralement et fonctionnellement très différentes. Enfin, nous avons dans un cadre pharmacologique d'étude générale des processus inflammatoires mettant en jeu des interactions ligand-récepteur spécifiques, étendu nos recherches sur les 7TM-GPCRs à un récepteur homologue du FPR, le FPRL-1, pour lequel la lipoxine A4 et la sérum amyloi͏̈de A ont été décrites comme ligands physiologiques. Dans ce contexte, nous avons comparé un certain nombre d'agonistes présumés ou non de FPR et FPRL-1 et étudié l'inhibition par quelques Cs naturelles de ces deux récepteurs homologues en vue d'apporter des informations supplémentaires sur leur spécificité agoniste/antagoniste et sur leurs rôles physiologiques respectifs.