Etudes structurales et criblages in silico de chimiothèques sur des cibles thérapeutiques de plasmodium falciparum et mycobacterium tuberculosis

Identification of inhibitors against therapeutic targets from plasmodium falciparum and Mycobacterium tuberculosis

• Auteur / Autrice : David Giganti
• Direction : Véronique Stoven
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biophysique moléculaire
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Similitude de séquences d'acides aminés

Ligands

Modèles chimiques

Plasmodium falciparum

Mycobacterium tuberculosis

Résumé

De nouvelles voies de recherche de médicament ont favorisé l'émergence de méthodes I capables d'identifier des composés actifs sur des cibles thérapeutiques. A partir de la structure | de la cible, L'une d'elle s'appuie sur le criblage in silico, de milliers de molécules que forment les chimiothèques. L'estimation du mode d'association et de l'affinité de liaison avec la cible s'avère aujourd'hui un outil efficace pour sélectionner un nombre restreint de molécules pertinentes. Leur validation expérimentale nécessaire évite les tests expérimentaux sur l'ensemble de la chimiothèque. Deux le cadre de deux collaborations à l'Institut Pasteur, nous recherchons ainsi de nouveaux antipaludéens et antituberculeux. Notre premier cas d'étude a nécessité la construction d'un modèle structural de l'enzyme SUB2 de Plasmodium falciparum, par homologie à des protéines bactériennes de la même famille. Plusieurs inhibiteurs de cette enzyme essentielle à l'invasion des érythrocytes ont ensuite été confirmés in vitro et in vivo a différents stade du parasite. En ce qui concerne la recherche d'antituberculeux, l'obtention récente par cristallographie aux rayons X d'une structure de PimA, glycosyltransférase impliquée dans la synthèse de constituants essentiels de la paroi des mycobactéries, a rendu possible inhibiteurs prometteurs de PimA. Nous avons également initié une phase d'optimisation des inhibiteurs de ces deux enzymes, nécessaire pour accéder à la prochaine étape de mise au point de médicaments. En parallèle à ces recherches, nos travaux de sont également portés sur le mécanisme d'association à la membrane plasmique de ces deux protéines.

Nowadays, the identification of leads from a therapeutic target becomes a classic pipeline for drug discovery. In silico virtual screening approaches, based on this target structure allow the enrichment of a large compounds databank in a significantly reduced subset. This selection involves a docking procedure, for each compound, which predicts their binding mode to the target and their affinity, in order to classify them. Finally, the experimental validation of these relevant compounds is a performing substitute to a costly High-Throughput Screening. On two collaborative projects at Institut Pasteur, we apply a structure-based screening to help antimalarial and antituberculous leads finding. The therapeutic target SUB2 is an essential protease in the erythrocyte invasion. We successfully manage to identify compounds able to inhibit its activity, in vitro. Since no experimental structure of SUB2 is available, the screening required a prior comparative modeling of the P. Falciparum on homologous bacterial proteins. The second project concerna PimA, a fundamental glycosyltransférase for the construction of the mycobacteria cell wall. In contract to SUB2, the virtual screening process take advantage of the recent structure frorn PimA crystal and lead the determination of promising inhibitors. For both projects, we also initiate a optimization campaign based on the understanding of the inhibitory mecanism of the leads in the aim to design their chemical structure. Improvement of their efficiency is indeed necessary at this point of the preclinical step. We also study the non specific and superficial association of these enzymes to the plasmatic membrane