Vers une thérapie pour deux maladies vasculaires rares : criblage de chimiothèques de médicaments pour les maladies Rendu-Osler et Hypertension Artérielle Pulmonaire

par Florian Robert

Thèse de doctorat en Physiologie physiopathologies pharmacologie

Sous la direction de Jean-Jacques Feige et de Sabine Bailly.

Soutenue le 22-11-2019

à l'Université Grenoble Alpes (ComUE) , dans le cadre de École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble) , en partenariat avec Biologie du cancer et de l'infection (Grenoble ; 2010-2020) (laboratoire) .

Le président du jury était Ahcène Boumendjel.

Le jury était composé de Jean-Jacques Feige, Fabrice Soncin, Laurent Prézeau, Sophie Dupuis-Girod.

Les rapporteurs étaient Fabrice Soncin, Laurent Prézeau.

mots clés

• Criblage
• Hht
• Pah
• Alk1
• Bmp9
• Criblage pharmacologique
• Angiomatose hémorragique familiale -- thérapie
• Hypertension artérielle pulmonaire -- thérapie

Résumé

BMP9 est un ligand de la famille TGF-β et considéré comme un facteur de quiescence vasculaire. Différents acteurs de la voie de signalisation de BMP9 comme les récepteurs ALK1, et BMPR2 sont mutés dans deux pathologies vasculaires rares, la maladie de Rendu-Osler ou Télangiectasie Hémorragique Héréditaire et l’Hypertension Artérielle Pulmonaire, qui sont liées à une dysfonction endothéliale. Les traitements actuels visent à améliorer les symptômes des patients, sans apporter de réelle guérison de la maladie. Aussi, il est primordial aujourd'hui de trouver de nouveaux traitements étiologiques rétablissant cette voie de signalisation. Pour ce faire, j'ai utilisé le criblage à haut débit afin de repositionner de potentiels candidats-médicaments venant des chimiothèques Prestwick et TargetMol, comprenant au total 2133 molécules approuvées par FDA et EMA. Ces criblages ont été effectués sur des modèles de cellules endothéliales rapportant la voie BMP9 grâce à un promoteur sensible aux BMPs (BRE, BMP Response Element). J’ai développé et minaturisé un premier modèle de cellules endothéliales HMEC-1 secrétant une Metridia Luciférase sous le contrôle de BRE, puis un deuxième modèle utilisant une double transfection permettant l’expression de la Firefly Luciférase sous le contrôle de BRE et de la Renilla Luciférase comme contrôle de transfection. Le premier modèle n’a révelé que des faux positifs. Par contre, le deuxième modèle m’a permis d’identifier plusieurs molécules qui ont la particularité d’activer la voie de l’AMPc mais dont l’action n’a pas pu être confirmée au niveau moléculaire. Un dernier crible utilisant des cellules non endothéliales (myoblastes C2C12BRA) a permis d’identifier deux autres molécules qui sont en cours de caractérisation.

mots clés

• Screening
• Hht
• Pah
• Alk1
• Bmp9

Titre traduit

Toward a therapy for two rare vascular diseases : screenings of medical chemo-libraries for Rendu-Osler Disease and Pulmonary Arterial Hypertension

Résumé

BMP9 is a ligand of the TGF-β family and is considered as a vascular quiescence factor. Different actors within BMP9 signaling pathway such as receptors ALK1 and BMPR2 are found to be mutated in two rare vascular diseases, Rendu-Osler disease also called Hereditary Hemorrhagic Telangiectasia and Pulmonary Arterial Hypertension, which are due to endothelial dysfunction. Current treatments aim to improve symptoms in patients, whitout providing a real cure. Thus, it is essential today to find new etiological treatments restoring this signaling pathway. To do this, I used high-throughput screening to reposition potential drug candidates from the Prestwick and TargetMol libraries, a total of 2133 molecules approved by FDA and EMA. These screens were realized on endothelial cells models reporting the BMP9 pathway using a BMP sensitive promoter (BRE, BMP Response Element). I developed and miniaturized a first endothelial model HMEC-1 secreting a BRE-controlled Metridia Luciferase, then a second one using double transfection of Firefly luciferase under BRE control and Renilla Luciferase as a transfection control. The first model revealed only false positives hits. However, the second one allowed us to identify several molecules activating the cAMP pathway but which action hasn’t been confirmed at molecular levels. A last screen was performed on non-endothelial cells (Myoblasts C2C12BRA), allowing us to identify two other molecules which are currently undergoing characterisations