Identification des sites de liaison des modulateurs du canal CFTR : correcteur VX-809 et potentiateur VX-770

Identification of the binding sites of the modulators of the CFTR channel : corrector VX-809 and potentiator VX-770

• Auteur / Autrice : Nesrine Baatallah
• Direction : Isabelle Sermet-Gaudelus
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance le 27/11/2020
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Necker Enfants-Malades (Paris ; 2014-....)
• Jury : Président / Présidente : Mario Ollero
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mario Ollero, Tounsia Aït-Slimane, Marc Chanson, Magali Taulan-Cadars
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Mario Ollero, Tounsia Aït-Slimane

Mots clés

Mots clés contrôlés

Liaison génétique

Mutation (biologie)

Gène CFTR

Mucoviscidose

Mots clés libres

CFTR

Modulateurs

Mutations

Site de liaison

Structure

CFTR

Modulators

Mutations

Binding site

Structure

Résumé

La mucoviscidose est une maladie génétique létale causée par des mutations du gène CFTR. Les mutations les plus fréquentes altèrent le repliement de la protéine (ex : F508del) ou sa fonction (ex : G551D). Des molécules ont été identifiées par criblage à haut débit dans le but d'augmenter l'activité de la protéine CFTR, appelées potentiateurs (ex : VX-770), ou d'améliorer son repliement, appelées correcteurs (ex : VX-809 et VX-445). Le but de mon travail a été d'identifier les sites de liaison de ces molécules afin de comprendre leurs mécanismes d'action. Dans un premier temps, des expériences de mutagenèse dirigée de mutations altérant l'efficacité du VX-770 ou du VX-809 ont permis de déterminer des régions susceptibles de contenir un site de liaison pour ces molécules. Cette région a ensuite été explorée grâce à une approche combinant des études de structure-fonction et de modélisation. Ces résultats ont permis d'identifier (i) des mutations en cis de F508del altérant l'efficacité du correcteur VX-809, (ii) de proposer un nouveau site de liaison pour le potentiateur VX-770 et (iii) le correcteur VX-809. Ces résultats permettent de mieux comprendre le mécanisme d'action du VX-770 et du VX-809 et pourraient permettre d'améliorer leur efficacité.

Cystic fibrosis is a fatal genetic disease caused by mutations in the CFTR gene. The most frequent mutations alter the folding of the protein (eg: F508del) or its function (eg: G551D). Molecules have been identified by high-throughput screening in order to increase the activity of the CFTR protein, called potentiators (eg: VX-770), or to improve its folding, called correctors (eg: VX-809 and VX-445). The aim of my work has been to identify the binding sites of these molecules in order to understand their mechanisms of action. Initially, experiments of site-directed mutagenesis of mutations altering the efficiency of VX-770 or VX-809 made it possible to determine regions likely to contain a binding site for these molecules. This region was then explored using an approach combining structure-function and modeling studies. These results made it possible to identify (i) cis mutations of F508del altering the efficiency of the VX-809 corrector, (ii) to propose a new binding site for the VX-770 potentiator and (iii) the VX-809 corrector. These results provide a better understanding of the mechanism of action of these molecules and could improve their effectiveness.