Thèse soutenue

Conception, synthèse et évaluation de modulateurs de l’interaction YAP(TAZ)-TEAD ciblant la poche interne
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Auteur / Autrice : Florine Toulotte
Direction : Philippe Cotelle
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie et chimie physique - PHARM
Date : Soutenance le 16/12/2021
Etablissement(s) : Université de Lille (2018-2021)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Lille Neuroscience et Cognition (Lille)
Jury : Président / Présidente : Fanny Roussi
Examinateurs / Examinatrices : Anne-Sophie Voisin-Chiret, Jean-Francois Guichou, Nicolas Renault
Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Claude Viaud-Massuard, Anne-Sophie Voisin-Chiret

Résumé

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La voie de signalisation Hippo a un rôle fondamental dans le contrôle de la croissance des organes, la prolifération des cellules, le caractère cellule-souche. Elle contrôle la localisation cellulaire des co-facteurs de transcription YAP et TAZ. Nucléaires, YAP et TAZ interagissent avec les facteurs de transcription TEAD (Transcriptional Enhancer Associated Domain) pour stimuler leur activité transcriptionnelle. TEAD1-4, codées par 4 gènes différents, sont exprimés différemment selon le tissu et le niveau de développement. La régulation de cette voie trouve son importance aussi bien dans les cancers qu’en médecine régénérative ou dans les maladies neurodégénératives. Cibler le complexe YAP/TAZ-TEAD revient à cibler, sur la partie C-terminal, l’une des 3 interfaces de TEAD hautement conservées ou sa poche interne qui accueille un acide gras saturé.Le screening d’une petite chimiothèque par TSA (Thermal Shift Assay) puis par trempage de cristaux de hTEAD2 effectué au CBS de Montpellier a permis d’identifier un ligand de la poche interne de TEAD. Mon travail a été, dans un premier temps, de concevoir à partir de ce hit des modulateurs de TEAD capables de s’insérer dans la poche interne avec une bonne affinité en vue de développer des ligands sélectifs d’un ou plusieurs TEAD. L’analyse des données cristallographiques disponibles a permis d’identifier les différences structurales au niveau des poches des quatre membres de la famille TEAD et d’autres zones externes pouvant induire une sélectivité. Grâce aux outils de modélisation moléculaire, nous avons construit quatre modèles du domaine C-terminal des quatre TEAD en vue de docker les molécules susceptibles de présenter une sélectivité potentielle. Dans un deuxième temps, à partir de la superposition de structures cristallographiques de la littérature avec celle de notre hit, j’ai conçu une chimiothèque d’hétérocycles diversement substitués. Une première famille a permis de valider notre hit par modification et migration de son motif hydrophobe. Une deuxième famille découlant de la superposition des structures cristallographiques de TEAD avec notre hit et avec l’acide palmitique a donné lieu à la synthèse d’une trentaine de composés diversement alkylés en position 1 et 3 de l’hétérocycle. La dernière famille, composée d’une trentaine de molécules arylées en positon 1 de l’hétérocycle, provient de la superposition de notre hit avec l’acide flufénamique, premier ligand ayant cristallisé à l’intérieur de la poche interne. Neuf nouvelles structures cristallographiques résultant du trempage de nos molécules avec hTEAD2 ont été résolues. L’effet sur l’activité transcriptionnelle de TEAD en cellules HEK293T a été évalué pour tous les composés et des relations structure-activité ont été établies. Pour les composés les plus actifs, l’effet sur les gènes cibles de l’interaction YAP/TAZ-TEAD et sur la prolifération cellulaire a été mesurée sur cellules de cancer du sein. Nous avons identifié de nouveaux ligands de TEAD qui inhibent avec une activité nanomolaire l’activité transcriptionnelle sur cellules HEK293T et avec une activité micromolaire la prolifération et l’expression des gènes cibles sur cellules cancéreuses. La sélectivité de ces composés envers un ou plusieurs TEAD sera testée par la suite sur des cellules HEK293T.