Thèse soutenue

Nouvelle stratégie basée sur les polypeptides comme agents modulateurs des processus tumoraux

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Auteur / Autrice : Riadh Hmaidi
Direction : Halima Ouadid-AhidouchBalkiss Bouhaouala-ZaharMathieu Gautier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie-Santé. Physiopathologie Humaine - Signalisation ionique et cancers
Date : Soutenance le 01/12/2022
Etablissement(s) : Amiens en cotutelle avec Université de Tunis El Manar
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physiologie cellulaire et moléculaire (Amiens ; 2003-....)
Jury : Président / Présidente : Hamid Morjani
Examinateurs / Examinatrices : Olfa Masmoudi
Rapporteur / Rapporteuse : Sébastien Roger, Imed Regaya

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Les produits d'origine naturelle sont de plus en plus recherchés et testés pour leur potentiel thérapeutique. Les peptides issus de venins de scorpions capables de moduler l'activité des canaux ioniques constituent de robustes outils biologiques essentiels pour une meilleure compréhension des mécanismes de fonctionnement de ces canaux transmembranaires, sélectifs notamment au sodium. Ils représentent parfois les molécules majeures du venin responsables de son effet hautement toxique qui se manifeste par des syndromes cardiogéniques et d'un œdème pulmonaire souvent fatal pour l'Homme. En modulant l'activité des canaux ioniques ces molécules sont potentiellement capables d'agir sur les processus cellulaires qui leur sont associés. Dans une première partie de ce travail, nous nous sommes intéressés au mécanisme d'interaction de la toxine AahII du venin du scorpion Androctonus australis hector (Aah) avec le canal sodique voltage-dépendant NaV1.5 et de son effet sur l'activité électrophysiologique de ce canal. Nous avons en particulier étudié la capacité du nanoanticorps anti-AahII (NbAahII 10 ou Nb10) à neutraliser l'interaction AahII/NaV1.5. Dans une seconde partie, nous avons investigué l'effet de différentes fractions peptidiques issues du venin de Aah sur la viabilité des cellules cancéreuses mammaires humaines. La toxine AahII est considérée comme l'α-toxine la plus active du venin de scorpion Aah. Elle a notamment été décrite pour ralentir l'inactivation des canaux sodiques NaV. Le nanoanticorps Nb10 a été développé afin de neutraliser l'effet de la toxine AahII. L'efficacité du Nb10 a été évaluée in-vivo sur des souris, mais son mécanisme d'action au niveau cellulaire reste inconnu. Nos travaux ont confirmé que AahII ralentit de manière dose dépendante l'inactivation des canaux sodiques NaV1.5 surexprimés dans des cellules HEK293, sans modifier l'amplitude du courant au pic d'une part et ont montré que le Nb10 neutralise l'effet de la toxine AahII sur la cinétique d'inactivation du canal d'autre part. L'analyse bioinformatique du complexe d'interaction de NaV1.5/AahII montre que la AahII partage la même surface d'interaction avec le Nb10, ce qui suggère fortement que ce dernier déplace dynamiquement la toxine AahII de son site de liaison sur le canal NaV1.5. Au niveau physiopathologique, nous avons montré que le traitement des cellules cancéreuses mammaires humaines MDA-MB-231 avec le Nb10 prévient l'augmentation de l'invasion cellulaire induite par AahII. Dans la seconde partie de ce travail, les 3 majeures fractions issues du venin de scorpion Aah, préalablement isolées par chromatographie à basse pression (M1, M2 et AahG50), ont été testées sur la viabilité et la migration des lignées cellulaires cancéreuses mammaires humaines, MCF-7 et MDA-MB-231. Ces fractions n'ont pas eu d'effet sur la migration cellulaire mais ont induit des effets très biphasiques sur la viabilité cellulaire, démontrant de manière intéressante des effets synergiques ou antagonistes des peptides qui les composent. Afin de purifier les peptides d'intérêts, une purification supplémentaire des fractions a été réalisée par chromatographie à haute pression (HPLC). Au total, trois polypeptides ont été identifiées pour induire une diminution de la viabilité des cellules cancéreuses mammaires et feront l'objet d'investigation plus poussée. En conclusion, nos résultats ont permis d'élucider les mécanismes physiologiques et moléculaires de neutralisation de l'α-toxine AahII par le nanoanticorps Nb10. De plus, nous avons pu identifier trois molécules peptidiques issues du venin de scorpion Aah possédant des propriétés anticancéreuses. Ces travaux se poursuivront par une étude structurale permettant d'élucider à une échelle tridimensionnelle, les topologies moléculaires sous-jacentes