Identification des protéines impliquées dans la capture de l'iode dans la thyroïde – ChemBiode

En utilisant un criblage phenotypique, nous avons récemment découvert les tous premiers inhibiteurs du transport de l'iode dans les cellules thyroïdiennes. Ce projet à pour objectif d'identifier les cibles moléculaires de chacuns de ces inhibiteurs en utilisant une stratégie appelée chémogénomique. Nos inhibiteurs seront modifiés chimiquement et transformés en sondes pharmacologiques concues spécifiquement pour l'identification de leur cibles respectives. Cette stratégie est basée sur une approche de pèche à la cible par affinité, suivie de validation fonctionnelle des cibles par knock-down et/ou sur-expression.

Sous la direction du coordinateur (Yves Ambroise, partenaire 1), le projet a débuté le 01 avril 2013 par le recrutement du chercheur postdoctoral (Clarisse Lejeune, partenaire 1) en charge du design/synthèse des sondes chimiques (tâches 2 et 3, cf résumé de la proposition d’ANR) ainsi que des tests biologiques de ces sondes chimiques (tâche 3), et de l’isolement/identification des protéines cibles associées (tâches 4, 5, 6 et 7). Au sein des laboratoires du SCBM, le chercheur recruté a entrepris la synthèse des sondes chimiques en utilisant tous les moyens classiques de la chimie organique et analytique mis à disposition. Le design des voies de synthèse a été réalisé sous l’encadrement du coordinateur en s’appuyant à la fois sur les résultats de SAR précédemment obtenus au laboratoire sur les 3 séries de hits sélectionnées et à la fois sur des recherches bibliographiques. En parallèle de ces activités de synthèse, le chercheur (partenaire 1) a été formé par le coordinateur (partenaire 1) et le collaborateur biologiste (François Leteutre, partenaire 3) aux techniques de biologie cellulaire et de biochimie (en cours) afin de procéder à la mise en culture régulière des cellules FRTL-5 nécessaires aux tests biologiques et à l’identification des protéines par gel électrophorèse. Conformément à l’échéancier, la validation fonctionnelle de la future protéine cible (tâche 8) a débuté au SBiGeM par des essais préliminaires de transfection réalisés par le partenaire biologiste (partenaire 3).

Trois sondes chimiques sont sur le point d’être testées par le chercheur (partenaire 1) au moyen d’un test radioactif de transport d’iode en zone contrôlée du SCBM. Une fois les sondes testées et radiomarquées, celles-ci seront irradiées au moyen d’une cellule de photo-irradiation (le système de photolyse a été acheté et réceptionné) ce qui permettra de former un lien covalent entre les protéines cibles et les sondes chimiques. La collaboration avec le partenaire bioanalyste (François Fenaille, partenaire 2, tâche 7) sera mis à contribution lorsque l’isolement des protéines cibles aura été effectué.

pas de brevets encore

Chez les mammifères, la séquestration de l'iode dans les cellules thyroïdiennes est essentielle à la biosynthèse des hormones thyroïdiennes. Le transport de l'iode est défectueux dans de nombreuses maladies comme le cancer (thyroïde, sein ...), les maladies auto-immunes, l'hyper- et l'hypothyroïdie, révélant le rôle clé du trafic de l'iode dans de nombreuses pathologies. De plus, en cas d'exposition aux isotopes radioactifs de l'iode (accident nucléaire, travailleurs dans le nucléaire), l'iode radioactif est accumulé de manière efficace par la thyroïde, causant des effets néfastes sur la santé. Des solutions de décontamination (décorporation) sont toujours très attendues. Même si beaucoup d'effort a été fait pour caractériser le mécanisme de transport de l'iode et sa régulation à l’échelle cellulaire, l'état des connaissance sur le sujet est à l'heure actuelle très faible. Récemment, un criblage à haut débit nous a permis d'identifier les premières molécules capables d'inhiber le transport de l'iode dans des cellules thyroïdiennes. Le présent projet a pour objectif d'identifier les cibles moléculaires de ces inhibiteurs en utilisant une stratégie appelée "protéomique chimique". Les inhibiteurs seront modifiés en outils pharmacologiques pour isoler leurs cibles respectives. Une telle avancée ouvrira des perspectives prometteuses pour le développement de nouveaux médicaments et/ou solutions thérapeutiques dans des maladies thyroïdiennes et non-thyroïdiennes. Dans ce projet, une approche multidisciplinaire et originale est utilisée pour répondre à une question biologique. Des experiences préliminaires ont permis d'isoler une des cibles, montrant ainsi la faisabilité du projet par notre notre consortium.