Détermination du mécanisme d'action de diazépinones ciblant les mélanomes

par Paul Le Baccon-Sollier

Projet de thèse en Biologie Santé

Sous la direction de Pierre Cuq et de Nicolas Masurier.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....) , en partenariat avec IBMM - Institut des Biomolécules Max Mousseron (laboratoire) depuis le 19-12-2016 .


  • Résumé

    Récemment, nous avons mis en évidence l'activité anticancéreuse d'une série de composés originaux principalement orientée vers le mélanome.[1-3] Nous avons débuté des études de relation structure-activité autour de ces composés et pu identifier plusieurs dérivés possédant une activité cytotoxique de l'ordre de 1 µM sur plusieurs lignées de mélanome et dépourvu d'activité cytotoxique significative sur les fibroblastes à la dose de 100 µM. Par ailleurs, une première analyse transcriptomique a confirmé l'originalité du mécanisme d'action de notre meilleur composé, par comparaison aux anticancéreux de référence utilisé dans le mélanome. Ces composés pourraient donc constituer une nouvelle famille d'agents anticancéreux. Dans ce cadre, le projet de thèse a pour but de déterminer la cible pharmacologique de cette nouvelle famille de composés selon une double approche de protéomique fonctionnelle et de transcriptomique. Dans le cas de l'approche protéomique, nous envisageons de synthétiser une sonde, dérivé de notre hit initial via une approche de "chimie click" in cellulo. Cette approche consiste à mettre en contact de cellules de mélanome un analogue d'un de nos hits identifiés, possédant un groupement azide (ou alcyne) et conservant l'activité biologique initiale. Après interaction avec sa cible, le traitement des cellules par un dérivé biotinylé possédant une fonction alcyne (ou azide) permettra alors, selon une réaction de "chimie click" en présence de cuivre, la synthèse in cellulo de la sonde biotinylée. Le complexe sonde-cible sera ensuite retenu sur colonne d'affinité, puis la cible sera décrochée. La ou les protéines d'intérêt seront analysées par spectrométrie de masse en collaboration avec la plateforme de protéomique de Montpellier. La synthèse des différents composés sera réalisée au sein de l'équipe F9 de l'IBMM. L'évaluation de leur activité sera réalisée au sein de l'équipe F16 de l'IBMM. En parallèle de l'approche protéomique, nous proposons d'affiner les premiers résultats obtenus avec l'analyse transcriptomique déjà réalisée, avec un double objectif : i) mieux comprendre le(s) mécanisme(s) moléculaire(s) d'action du hit identifié, et ii) pouvoir trier les cibles efficaces parmi les protéines mises en évidence par l'approche de protéomique fonctionnelle. Nous utiliserons comme modèles trois lignées cellulaires de mélanome : les deux lignées les plus sensibles à notre hit et une lignée résistante. Une hybridation sur puces sera réalisée après traitement de ces lignées par notre hit. A travers une démarche d'analyse bio-informatique des données, originale et mise au point dans l'équipe F16 de l'IBMM,[4] nous chercherons à identifier des fonctions biologiques et voies de signalisation dont l'altération peut être corrélée avec la sensibilité cellulaire au composé hit. L'implication des voies ou acteurs moléculaires, identifiés par l'analyse protéomique et l'analyse transcriptomique, dans le mécanisme d'action des diazépinones sera enfin évaluée par des analyses fonctionnelles in vitro, utilisant des approches classiques de biologie cellulaire/moléculaire : inhibiteurs pharmacologiques, surexpression de gènes, inhibition d'expression par siRNA… afin de valider le mécanisme d'action de nos composés. Références : [1] N. Masurier et al., J. Org. Chem., 2012, 77, 3679 [2] D. Arama et al., Tetrahedron Lett., 2014, 54, 1364 [3] A. Gallud et al., Eur. J. Med. Chem., 2014, 75, 382 [4] L-A. Vincent et al., Fundam. Clin. Pharmacol., 2015, 29, 164

  • Titre traduit

    Determination of the mechanism of action of diazepinones targeting melanomas


  • Résumé

    Recently, we have identified a series of novel compounds with anticancer activity, particularly active towards melanoma cell lines.[1-3] We began structure-activity relationship studies and identified several compounds with a cytotoxic activity in the micromolecular range on several melanoma lines and with no significant cytotoxic activity on fibroblasts, even at 100 µM. Furthermore, a first transcriptome analysis confirmed the originality of the mechanism of action of our hit, compared to anticancer drugs used in melanoma therapy. These compounds could constitute a new family of anticancer agents. In this context, the thesis project aims to determine the pharmacological target of this new family of compounds, using functional proteomic and transcriptome analysis approaches. For the proteomic approach, we will synthesize “clickable” analogues of our hit bearing one alkyne or one azide function on its structure. We will then use click chemistry to biotinylate the active derivative directly in melanoma cell lines. After immobilization of the associated proteins on streptavidin beads, proteomic analyses will be performed to identify proteins that bind specifically to the active compound. Proteins of interest will be analyzed by mass spectrometry in collaboration with the Plateforme de Protéomique de Montpellier. Synthesis of the compounds will be performed within the F9 team of IBMM. The evaluation of the cytotoxic activity will be performed within the F16 team of IBMM. Alongside the proteomic approach, we propose to refine the initial results obtained with the transcriptome analysis already conducted, with two objectives: i) to better understand the mechanism of action of the identified hit, and ii) to sort the effective targets from proteins revealed by the functional proteomics approach. We will use three melanoma cell lines as models: the two most sensitive cell lines to our hit and a resistant cell line. After hybridization on chips and through an original bioinformatic analysis process data, developed by team F16 of IBMM, [4] we will identify biological functions and pathways whose alteration can be correlated with cellular sensitivity to the hit. The involvement of actors or molecular pathways identified by proteomic analysis and transcriptome analysis will finally be assessed by functional in vitro assays, using conventional cellular/molecular approaches (pharmacological inhibitors, overexpression of genes, inhibition of expression by siRNA...) to validate the mechanism of action of our compounds. Références : [1] N. Masurier et al., J. Org. Chem., 2012, 77, 3679 [2] D. Arama et al., Tetrahedron Lett., 2014, 54, 1364 [3] A. Gallud et al., Eur. J. Med. Chem., 2014, 75, 382 [4] L-A. Vincent et al., Fundam. Clin. Pharmacol., 2015, 29, 164