Thèse soutenue

Recherche & Développement de peptides chimériques impliqués dans l'axe hypothalamo-hypophysaires dans le but d'améliorer leur activité régulatrice de la prolifération cellulaire dans différentes conditions pathologiques
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Auteur / Autrice : Raffaello Paolini
Direction : Anna Maria PapiniElisa Peroni
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie - Cergy
Date : Soutenance le 29/01/2019
Etablissement(s) : Cergy-Pontoise
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie Biologique-LCB (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Maurice Mallet, Francis Berenbaum, Anna Maria Papini rovero, Christelle Vêtu, Claude Carelli, Thierry Brigaud
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Maurice Mallet, Francis Berenbaum

Mots clés

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Résumé

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L'ostéoarthrose est une maladie musculo-squelettique chronique caractérisée par une lésion de la matrice cartilagineuse. L‘insulin-like growth factor-1 (IGF-1) participe à la synthèse des composants de la matrice et exerce un effet régulateur sur les chondrocytes. De nouveaux peptides chimériques ont été conçues et développées en tant que molécules thérapeutiques ciblant les voies de l'IGF-1. Ces peptides sont impliqués dans la sécrétion d'hormones hypothalamo-hypophysaires afin d'optimiser leur activité régulatrice de la prolifération cellulaire et de favoriser la régénération du cartilage. Ils combinent une courte séquence d'acides aminés dérivée de l'hormone de croissance (GH) et un analogue de la somatostatine (SST-14). Ces séquences jouent sur la balance de la synthèse de l'IGF-I. De plus, une collection de cyclopeptides et de cyclopeptidomimétiques ayant des contraintes conformationelles a été conçue et synthétisée. La stratégie proposée est basé sur le remplacement des pi-stackings dans les peptides par la cyclisation d’une chaîne latérale à l'autre en introduisant des β-turn ou des structures α-hélicoïdale. L’objectif de ce projet était la synthèse de nouveaux peptides cycliques par l’introduction d’une cyclisation 1,2,3-triazolyle ou d’un lactame afin de stabiliser la conformation des structures α-hélicoïdale, de réduire la dégradation des peptides et maintenir ou améliorer leur activité biologique. La stabilité des peptides dans du liquide synovial de patients arthrosiques a été étudiée par HPLC en phase inverse, en appliquant une méthode permettant de discriminer les peptides parents de leurs produits de dégradation. La synthèse du peptide cyclique a été réalisée par la cyclisation intramoléculaire entre des chaînes latérales de deux acides aminés à différentes positions (i-i + y), déterminés non pertinents pour l'activité biologique mais fondamentals pour la stabilité de la conformation bioactive. L'activité in vitro a été étudiée sur différents types cellulaires chondrocytaires : cellules primaires provenant de cartilage du genou (NHAC-Kn), lignées de cellules articulaires costales immortalisées (C28I2) et chondrosarcome (SW1353). Les cellules ont été cultivées dans un milieu de croissance cellulaire avec ou sans peptide. La prolifération a été mesurée par incorporation de BrdU, la concentration totale en IGF-1R par ELISA et la redifférenciation ont été observées par microscopie après coloration au bleu alcian afin d’observer les composants de la matrice tels que les protéoglycanes. Les résultats in vitro ont présentés une diminution de la prolifération cellulaire pour les chondrocytes traités par les peptides. Ces cellules ont aussi présentés une augmentation de l'expression de l'IGF-1R et de la production de protéoglycanes. Les tests in vivo confirment l'effet de ces peptides. L'activité des peptides a été testée sur différents modèles animaux. Dans ces études chez l'animal, nous avons observé les effets thérapeutiques du peptide sur le cartilage et la modulation osseuse afin de démontrer sa capacité à préserver la structure du cartilage et, éventuellement, à limiter la formation d'ostéophytes. L'évaluation histologique quantitative a révélé que le groupe d’animaux ayant reçu le peptide gardaient une épaisseur de cartilage significativement supérieure aux contrôles et développaient moins d’ostéophytes. De plus, on observait une diminution significative de la taille et de la gravité des lésions. En agissant sur l’axe IGF-I, ces peptides ont stimulés la croissance des chondrocytes et pourraient être impliqués dans la synthèse et le maintien du tissu cartilagineux. De plus, le traitement par le peptide chez les animaux permettait, selon l’observation macroscopique, de ralentir la dégradation du cartilage de l’articulation. Globalement, ces résultats suggèrent que les peptides pourraient constituer un traitement efficace de la dégénérescence du cartilage articulaire.