Synthèse de conjugués glycocluster-sidérophore pour augmenter l'activité anti-biofilm contre Pseudomonas aeruginosa

par Mimouna Madaoui

Projet de thèse en Ingénierie Biomoléculaire

Sous la direction de François Morvan et de Alberto Marra.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de Sciences Chimiques Balard , en partenariat avec IBMM - Institut des Biomolécules Max Mousseron (laboratoire) et de B3. Oligonucléotides Modifiés (equipe de recherche) depuis le 01-12-2016 .


  • Résumé

    Les infections bactériennes avec l'apparition de résistance aux antibiotiques posent un sérieux problème de santé publique. Des approches alternatives aux antibiotiques sont à développer. Dans cette optique des glycoclusters mimant les épitopes reconnus par les lectines des bactéries ont été largement synthétisés ces dernières années. Ces glycoclusters sont conçus pour interagir avec les lectines des bactéries impliquées dans leur virulence. A ce jour de nombreux glycoclusters présentant de forte affinité pour leur cible ont été rapportés dans la littérature, mais les études de leur activité in vivo contre les bactéries sont encore peu fréquentes. D'une manière générale, la limitation à l'action des antibiotiques et vraisemblablement des glycoclusters est due à leur difficulté à traverser la membrane externe des bactéries Gram négatifs. Les ions métalliques sont des substances nutritives essentielles pour tous les organismes. La plupart des bactéries ont besoin de fer mais en sont faiblement pourvues. Pour pallier cette limitation, elles utilisent des sidérophores, molécules de type catéchol, permettant la complexation de fer ferrique dans le milieu. Plusieurs études, dont des récentes, ont montré qu'il était possible de conjuguer des sidérophores aux antibiotiques pour augmenter dans certains cas de manière significative leur pouvoir antibiotique grâce à un transport médié par les ions ferrique. Nous nous proposons dans ce projet d'appliquer cette stratégie à des glycoclusters présentant une forte affinité pour des lectines. Dans ce but, les glycoclusters seront conjugués à des sidérophores présentant un nombre variable de motifs catéchols et un marqueur fluorescent, et leur devenir en présence de bactéries sera étudié par microscopie de fluorescence par notre partenaire biologiste. Pour cela des unités de constructions possédant un ou plusieurs catéchol seront synthétisées, ainsi que les molécules nécessaires à la préparation des glycoclusters. L'assemblage final se fera par synthèse supportée et les constructions finales seront purifiées par HPLC et caractérisées par spectrométrie de masse MALDI- TOF. Le projet de thèse vise à définir quels sont les meilleurs conjugués glycocluster-sidérophore permettant leur passage efficace de la membrane bactérienne.

  • Titre traduit

    Synthesis of glycocluster-siderophore conjugates to increase anti-biofilm activity against Pseudomonas aeruginosa


  • Résumé

    Bacterial infections with the appearance of resistance to antibiotics lead to a serious problem of public health. Therefore, alternative approaches to antibiotics must be developed. From this perspective, glycoclusters bearing epitopes recognized by the lectines of bacteria have been widely synthesized the last decade. The glycoclusters are designed to interact with the lectines of bacteria involved in their virulence. To date, numerous glycoclusters exhibiting high affinity for their target have been reported in the literature, but the studies of their in vivo activity against whole bacteria are still rare. As a rule, the limitation of antibiotics and most probably of glycoclusters is due to their difficulty crossing outer membrane of Gram negative bacteria. The metallic ions are essential nutrients for all organisms. Most of the bacteria need iron but are weakly provided with it. To overcome this limitation, they use siderophores, small molecules exhibiting cathecol motifs, allowing the complexation of ferric iron poorly present in the biological media. The iron-siderophe complex is then recognized by transporters present in the outer membrane that mediated its uptake to periplasm and then cytoplasm. Several studies have shown that it was possible to conjugate siderophores to antibiotics to increase, in certain cases, significantly their activity thanks to the crossing of the outer membrane by an active transport. We envisage in the present project to apply this strategy to glycoclusters presenting a strong affinity for lectines. To this end, glycoclusters will be conjugated to new siderophores presenting a variable number of catechol motifs and a fluorescent dye. The uptake and the localization of the resulting conjugates in bacteria will be studied by microscopy of fluorescence by our partner biologist. The first task will be to prepare building blocks allowing the synthesis of new siderophores exhibiting cathecol, on different scaffolds and for the conjugation to selected glycoclusters exhibiting high binding for targeted lectins. The assembly will be made by solid phase synthesis. The final conjugates will be purified by HPLC and characterized by mass spectrometry MALDI-TOF. The project aims at defining what are the best glycocluster-siderophore conjugates allowing their effective crossing of the bacterial membrane.