Netrin-1 comme un ligand du récepteur APP : mécanisme moléculaire et implication thérapeutique sur la maladie d’Alzheimer. – APPNET

Malgré les recherches intensives sur la maladie d'Alzheimer (MA) depuis sa description en 1907- incluant le séquençage du peptide Aß en 1984 et le clonage de son précurseur APP (ß-amyloid precursor protein) en 1987- très peu est connu concernant les ligands potentiels de APP et en quoi ces ligands putatifs affectent la signalisation en aval de APP. Durant le précédent contrat ANR «neuroscience », le laboratoire de P. Mehlen a identifié netrin-1, un facteur de guidage et trophique, comme un ligand de APP. Ils ont montré que cette interaction modifie la signalisation de APP (incluant une augmentation de l'activité transcriptionnelle du domaine intracellulaire de APP) et que APP est requis pour la fonction de netrin-1 pendant la migration des neurones corticaux au cours du développement. De manière intéressante, la netrin-1 inhibe à la fois in vitro et in vivo la genèse du peptide Aß; qui est clé pour la MA (brevet CNRS/The Buck Institute for Age Research, n° 00532-050).
L'identification de la netrin-1 comme un potentiel ligand de APP conduit à poser de nombreuses questions et en particulier quel est le rôle de la transduction du signal APP/netrin-1 pendant le développement du système nerveux et dans la mise en place de la pathologie. Cependant, cette observation pourrait aussi avoir une importance clé en terme de développement thérapeutique. En effet, il pourrait être d'un grand intérêt de développer un composé capable de mimer la netrin-1 pour définir un candidat médicament dans la MA. Dans ce projet, deux partenaires complémentaires (biologie cellulaire et modèles animaux d'une part et structure des protéines d'autre part) proposent d'examiner des questions cruciales concernant l'importance de la netrin-1 dans la fonction d'APP et d'emmener cette observation vers le développement de candidat médicament. D'abord, concernant la partie de recherche fondamentale, nous souhaitons savoir si APP est un récepteur à dépendance, c'est à dire si la fonction pro-apoptotique de APP déjà décrite et dont nous faisons l'hypothèse qu'elle participe avec Ab à la progression de la MA, est bloquée par la présence de netrin-1. Dans un second temps, nous tenterons de montrer que netrin-1 délivrée in vivo par injection intra-crânienne dans un modèle de MA chez la souris n'a pas juste un effet inhibiteur sur la production de Aß comme nous l'avons déjà montré mais aussi un effet sur le phénotype de la MA (perte synaptique, perte cognitif, etc...). Enfin, dans un troisième temps nous tenterons de déterminer la structure du complexe APP/netrin-1 afin de pouvoir définir, grâce à une combinaison de crible/modèle in silico et d'un crible de petite molécule, des composés (leads) qui pourraient soit mimer la netrin-1 soit augmenter l'affinité de netrin-1 pour APP et qui pourraient par conséquent apporter une nouvelle piste thérapeutique.
Le projet présenté à cet appel d'offre ANR MALZ permettra tout d'abord d'apporter d'avantage de connaissance fondamentale sur l'importance de netrin-1 dans la fonction de APP. Il devrait permettre (i) de décrire la structure du complexe APP/netrin-1, (ii) de préciser si netrin-1 n'affecte pas seulement la production de Ab mais aussi la formation d'un autre fragment toxique C31 issu du clivage intracellulaire par les caspases et (iii) de montrer que en « preuve de concept » l'injection intra-crânienne de netrin-1 dans un modèle murin de MA est associée à une réduction du phénotype de la maladie. Cette connaissance sera alors utilisée pour prédire, synthétiser ou caractériser un composé qui pourrait inhiber/prévenir la progression de la MA.