Développement d’outils « biocapteurs/modèle cellulaire » pour l’identification de ligands et l’étude des interactions ADN/protéine et protéines/protéines

par Alexandre Berthier

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Régis Delages-Mourroux.

Soutenue en 2008

à Besançon , en partenariat avec Université de Franche-comté. UFR des sciences et techniques (autre partenaire) .

mots clés

• Biocapteurs
• Estrogènes

Résumé

Les estrogènes contribuent au contrôle de l’expression de nombreux gènes cibles en interagissant avec les Récepteurs aux Estrogènes (RE). Ces récepteurs sont des facteurs de transcription qui interagissent avec une séquence cis-régulatrice, appelée Elément de Réponse aux Estrogènes (ERE). Un criblage de molécules capables de lier les RE et de moduler l’expression génique apporte un intérêt thérapeutique (ménopause, cancers hormonodépendant) et des intérêts dans les domaines de la santé publique et de l’écologie (perturbateurs endocriniens). Nous avons développé deux modèles de biocapteurs reposant sur le principe de Résonance Plasmonique de Surface. Une telle démarche permet de réduire le coût et le temps expérimental nécessaire au criblage d’une chimiothèque. Par ailleurs, la validation de l’utilisation de tels outils nécessite la corrélation des résultats à ceux obtenus à l’aide d’un modèle biologique plus complexe. Ainsi, nous avons développé, un modèle de cellules humaines de cancer du sein (MCF-7) transfectées par un vecteur rapporteur. La mise en place en parallèle de ces deux modèles a permit d’identifier un nouveau phytoestrogène agoniste de REα : la 7-O-β-Dglucopyranolychrysine. L’un de nos biocapteurs est compatible avec l’étude des interactions protéines/protéines. Nous avons donc appliqué ce modèle à la recherche de partenaires de la protéine GEC1 codé par un gène régulé par les estrogènes. En conclusion, nous avons développé en parallèle des biocapteurs ADN/protéine et un modèle cellulaire permettant l’identification de xénoestrogènes (7-O-β-D-glucopyranolychrysine), ainsi qu’un biocapteur protéines/protéines permettant le criblage de partenaires protéiques.

Titre traduit

"Biosensors/cellular model" tools design for ligands identification and DNA/protein and proteins/proteins interaction studies

Résumé

Estrogens could modulate gene expression by interacting with Estrogens Receptors (ER). These receptors were described as transcription factor and are able to interact with a specific DNA sequence called Estrogens Response Element (ERE). The screening of molecules able to link to ER and to modulate gene expression could be applied to new therapeutic developments (menopauses, hormonodependant cancers) or could have an impact on healthcare and environment protection (endocrine disturbers). We have designed two Surface Plasmons Resonance (SPR) biosensors to develop a fast and low cost molecular screening strategy. In order to validate the routine application of these tools, SPR results must be correlated with more classical data obtained with a cellular model. That was why we have transfected a human breast cancer cell line (MCF-7) with a reporter vector. We have identified a new ERα agonist phytoestrogene (7-O-β-D-glucopyranolychrysin) using this double approach. Furthermore, one of ours biosensors was also applicable to the proteins/proteins interactions detection. We have decided to use this sensor to identify new partners of GEC1 protein. In conclusion, we have designed in parallel DNA/protein biosensors and cellular model in order to identify xenoestrogen (7-O-β-D-glucopyranolychrysin). We have also developed a proteins/proteins biosensor which was consistent with protein partner identification.