Synthèse et optimisation de neutraligands tridentates de la chimiokine CXCL12

par Junjun Ma

Projet de thèse en Chimie

Sous la direction de David Bonnaffe.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Sciences Chimiques : Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes , en partenariat avec Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2015 .


  • Résumé

    L'objectif de ce projet est de préparer des ligands multidentates sélectifs de la chimiokine CXCL12 et spécifiques de son état d'oligomérisation, qui plus est capables d'inhiber simultanément sa fixation à son récepteur protéique CXCR4 et aux chaînes d'Héparane Sulfate (HS) de la surface cellulaire et de la matrice extracellulaire (ECM). Puis, de démontrer in vitro et in vivo qu'ils sont plus efficaces que des molécules ne bloquant que l'une des interactions (AMD 3100, NOX-A12…). Les HS sont requis in vivo pour localiser CXCL12 à la surface cellulaire et la diriger vers son recepteur . En fait tout se passe comme si, en plus d'une interaction clef-serrure (chimiokine-protéine), il y avait nécessité qu'une main (le polysaccharide) présente la clef à la serrure. Le présent projet propose donc de préparer et de caractériser l'activité in vitro et in vivo des ligands multidentates sélectifs de CXCL12 et de son état d'oligomérisation, et capables d'inhiber simultanément la fixation de CXCL12 à son RCPG CXCR4 et aux chaînes d'HS. Brièvement : en liant, via des espaceurs de tailles appropriées, une tyrosine sulfatée à chaque extrémités d'un fragment synthétique d'HS, il devrait être possible de harponner CXCL12 en trois sites : le site de liaison aux HS et le site de liaison à la tyrosine sulfatée sY21 du C-terminal du récepteur CXCR4. Avec un tel ligand tridentate, la forme dimérique de CXCL12 devrait être ciblée. Les activités des composés synthétisés seront évalués pour : i. leur capacité à inhiber la liaison de CXCL12 aux HS (résonance plasmonique de surface) ; ii. valider le modèle d'interaction (RMN : corrélation HSQC 1H-15N) ; iii. leurs capacités à inhiber le chimiotactisme de CXCL12 dans un modèle fonctionnel (wound healing utilisant des kératinocytes infectés ou non par le HPV). Puis le modèle sera validé in vivo sur des souris transgéniques du modèle murin couramment utilisé pour l'étude de la carcinogenèse associée au virus HPV.

  • Titre traduit

    Synthesis and optimization of "sugar tongs" three points lock neutraligands of the chemokine CXCL12


  • Résumé

    The objective of this project is to prepare selective multidentate ligands of chemokine CXCL12 and specific of its oligomerization state. Moreover, those ligands have to be able to simultaneously inhibit CXCL12 binding to its receptor protein CXCR4 and to Heparan Sulfate chains (HS ) of the cell surface and extracellular matrix (ECM). Then, we want to demonstrate that they are in vitro and in vivo more effective than reference molecules (AMD 3100, NOX-A12 ...) that only interact with CXCR4 or HS. In vivo, HS are required to locate CXCL12 at the cell surface and direct it to its receptor. In addition of the “Lock and Key Model” to visualize the receptor and chemokine interaction, a Hand, the HS chain, is required to present the Key to the Lock. This project proposes to prepare selective multidentate ligands of CXCL12 and of its oligomerization state and to characterize their in vitro and in vivo activities. Briefly, from a synthetic point of view, ligation of a sulfated tyrosine at each end of a synthetic fragment of HS via suitable spacers should allow the spear-phishing of CXCL12 by three sites: the HS binding site and the sulfated tyrosine SY21 binding site of the C-terminus of CXCR4 receptor. Additionally, with such tridentate ligand, the dimeric form of CXCL12 should be targeted. The activities of the synthesized compounds will be evaluated for: i. their ability to inhibit the binding of CXCL12 to HS (surface plasmon resonance); ii. validate the model of interaction (NMR: 1H-15N HSQC correlation); iii. their ability to inhibit chemotaxis of CXCL12 in a functional model (wound healing using keratinocytes infected or not with HPV). Then the model will be validated in vivo in transgenic mice of the murine model commonly used for studying carcinogenesis associated with the HPV virus.