Validation de nouvelles cibles thérapeutiques dans le glioblastome par une approche de pharmacologie fonctionnelle

Validation of new therapeutic targets in glioblastoma by functional pharmacology

• Auteur / Autrice : Jérémy Ariey-Bonnet
• Direction : Nicolas André, Eddy Pasquier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie santé. Oncologie
• Date : Soutenance le 30/10/2020
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la vie et de la santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille (CRCM)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Paul Borg
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Eddy Pasquier, Samuel Meignan
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie Castets, Julie Gavard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cancer

Pharmacologie

Chimie click

Glioblastome

Évaluation préclinique de médicament

Mots clés libres

Repositionnement de médicament

Approche in silico

Criblage haut débit de médicaments

Criblage haut débit de siRNA

Glioblastome

Cibles thérapeutiques

Pharmacologie fonctionnelle

Click chemistry

Drug repurposing

High throughput drug screening

High throughput siRNA screening

Glioblastoma

Therapeutic targets

Functional pharmacology

In silico approach

Click chemistry

Résumé

L’objectif de mon travail de thèse portait sur le développement de stratégies innovantes afin de décrypter le mécanisme d’action d’agents repositionnés en oncologie. Dans un premier temps, j’ai identifié le mebendazole (MBZ), un agent anti-parasitaire, comme étant capable d’augmenter l’efficacité du traitement du glioblastome (GBM). Pour cela, j’ai utilisé des techniques de criblages haut débit associées à des études pharmacologiques in vitro et in vivo. Pour analyser le mécanisme d’action du MBZ dans le GBM, une première approche de prédiction de cibles in silico a été utilisée. Elle repose sur l’identification des cibles thérapeutiques des molécules structurellement apparentées au MBZ. Cette technique m’a permis de démontrer que le MBZ était capable d’inhiber l’activité kinase de MAPK14 de façon dose dépendante et que cette cible était impliquée dans la prolifération des cellules de GBM et leur sensibilité au MBZ. Une seconde approche, dite de click chemistry, reposant sur l’insertion d’une modification chimique sur le MBZ, m’a permis d’identifier l‘interactome du MBZ par spectrométrie de masse. Mes travaux ont alors démontré que l’extinction génique de 12 des interacteurs identifiés entrainait une inhibition de la croissance de sphéroïdes tumoraux et que les protéines FUBP1, CASC3, TIA1, et TIAL1 étaient particulièrement impliquées dans la pathophysiologie du GBM. Mon projet de thèse a ainsi contribué à la mise en place de méthodologies permettant de mieux comprendre les mécanismes d’actions moléculaires de médicaments repositionnables. Ces approches pourraient être appliquées à d’autres cancers réfractaires et d’autres agents pharmacologiques.

The main objective of my PhD project was to develop and evaluate innovative strategies to fast-track drug repurposing in oncology. First, a dual high-throughput screening of drug and siRNA libraries identified mebendazole (MBZ), an antiparasitic agent, as a promising candidate for GBM treatment. Using in vitro and in vivo models, I have shown that MBZ was able to increase the efficacy of GBM standard of care. An in silico approach was then used to predict putative targets of MBZ in GBM cells. I thus demonstrated that MBZ was able to inhibit MAPK14 kinase activity in a dose-dependent manner and that MAPK14 was involved in GBM cell proliferation and sensitivity to MBZ. A second approach was based on click chemistry and relied on a small chemical modification of MBZ. By combining click chemistry with mass spectrometry, I was able to characterize for the first time the interactome of MBZ in GBM cells. I then demonstrated that gene silencing of 12 of these interactors decreased GBM tumor spheroid growth and that FUBP1, CASC3, TIA1, and TIAL1 in particular play a critical role in GBM pathophysiology. Collectively, these results provided major insights into the biology of GBM and molecular mechanisms of resistance. My PhD project thus contributed to the establishment of new methodologies allowing the rapid elucidation of new molecular mechanism(s) of action of repurposed drugs in oncology.