Une nouvelle Génération de dRogues pour la maladie d'ALzheimer basées sur des études in vitro et in silico des oligomères de la protéine beta-amyloide et des tests in vivo – GRAL

Méthodes éxpérimentales de basse résolution: diffusion dynamique de la lumière (DLS), ultracentrifugation analytique (AUC), spectrométrie de masse couplée à la mobilité ionique (ESI-MI), spectroscopies (CD, FTIR, Fluorescence), microscopie électronique,

Méthodes expérimentales donnant des informations au niveau atomique: RMN (NOE), sondes de spin suivi par RPE.

Simulations sur ordinateur multi-échelles (tout atome, gros-grain OPEP) et innovantes.

Découverte et optimisation des drogues en terme de sélectivité et affinité.

Validation des drogues sur des mouches et souris transgéniques.

Nous avons montré qu’il est impossible de stopper la formation du dimère du peptide Aß sauvage par les 9 inhibiteurs pris individuellement, et d’obtenir une structure RMN des complexes. Nous avons montré toutefois qu’il existait une synergie favorable en combinant les inhibiteurs SEN304 et EGCG par des essais de toxicité dans des cellules et en mesurant l’espérance de vie de mouches transgéniques. Nous avons optimisé et identifié les marqueurs qui permettent de déterminer les effets bénéfiques de drogues sur la fonction cognitive d’une souris transgénique, et l’étude de la synergie des drogues SEN304/ECGC/resveratrol est en cours.

L’étude de la synergie des drogues SEN304/ECGC/resveratrol est en cours.

L’ensemble de nos travaux a fait l’objet de 13 publications et de 11 conférences invitées dans des congrès internationaux et nationaux.

La maladie d’Alzheimer touche 1 million de personnes en France et plus de 24 millions dans le monde.
A ce jour, il n'y a aucun traitement efficace. Le composant essentiel des plaques séniles est constitué
du peptide de 39-43 acides aminés, appelé ß-amyloide (Aß). De nombreuses données expérimentales
et cliniques montrent que les oligomères Aß sont les espèces les plus cytotoxiques.
Plusieurs composés tels que NQTrp, SEN304 et inh3 réduisent la formation des fibres et la toxicité
des oligomères dans des cellules, mais n'ont pas encore passé les essais cliniques sur l'homme.
Comment ces molécules se fixent aux oligomères de Ab42 n'est pas connue puisqu'il
n'il y a à ce jour aucune structure haute résolution des complexes oligomèriques Ab42-drogues.

Notre solution à ce problème est de guider des simulations numériques multi-échelles (de la
représentation gros grain à un modèle atomique) par des données biophysiques
basse résolution (Electron Paramagnetic Resonance, EPR; Dynamic Light Scattering, DLS;
Electron Microscopy, EM; Electrospray Ionisation-Mass Spectrometry, ESI-MS;
et déplacements chimiques et NOE par NMR) pour révéler les modes d’action
et d'interaction atomique de trois inhibiteurs NQTrp, SEN304 et inh3.

A partir du spectre complet des structures oligomériques d’Aß avec chacun des trois inhibiteurs,
et des techniques de criblage virtuel, construction de novo et des approches d’amarrage
flexible et des simulations de dynamique moléculaire innovantes en solvant explicite,
nous pourrons prédire de nouvelles drogues beaucoup plus efficaces.

Les effets des 15 meilleurs composés prédits seront étudiés d'abord par la fixation
de la Thioflavin T, des essais MTT pour la toxicité et des mesures de l’activité
Lactate DeHydrogenase, et un modèle drosophile de la maladie d’Alzheimer. Puis les 3 trois meilleurs
composés seront testés sur des souris transgéniques pour étudier
leurs performances cognitives et comportementales et déterminer la présence de marqueurs neuropathologiques.

En résumé, le projet multidisciplaine GRAL, basé sur des expériences in vitro et in silico et
des tests in vivo (drosophiles et souris trangéniques), vise à découvrir de nouveaux agents
thérapeutiques contre la maladie d’Alzheimer