Une étude intégrée du système Fatty acid Synthase de type II mycobactérien, une cible stratégique pour de nouveaux médicaments antituberculeux. – FASMY

La tuberculose reste aujourd’hui l’une des causes majeures de mortalité dues à un agent infectieux. Selon l’OMS, il est devenu urgent de développer une nouvelle génération de médicaments qui soient efficaces contre les souches de Mycobacterium tuberculosis multirésistantes. Notre projet vise à fournir de nouvelles cibles thérapeutiques aux programmes de développement d’agents antituberculeux. Les acides mycoliques sont des lipides essentiels de l'enveloppe de M. tuberculosis. Nombre de molécules prometteuses en tant qu’antituberculeux récemment découvertes par criblage phénotypique inhibent leur biosynthèse. La Fatty Acid Synthase de type II (FAS- II) impliquée dans cette voie métabolique constitue une cible pharmaceutique pertinente et validée car elle possède des caractéristiques uniques, a un rôle-clé dans la virulence et la persistance du bacille et est la cible de médicaments antituberculeux.
L’objectif du projet FASMY est de caractériser le système multienzymatique FAS-II mycobactérien avec un angle d'attaque totalement nouveau, à l'échelle du complexe entier, en utilisant des technologies de pointe. Une telle stratégie est beaucoup plus pertinente que l'approche classique basée sur des enzymes-cibles isolées car elle prend en compte l'organisation spatiale du complexe, les interactions entre enzymes partenaires et l'accessibilité de l’enzyme-cible, qui influent fortement sur l'action des médicaments. Une approche interdisciplinaire et intégrée sera utilisée pour décrypter en profondeur la composition en protéines, la structure 3D et l'activité enzymatique du complexe FAS-II entier purifié ainsi que le mode d'action de médicaments antituberculeux connus. Le groupe pionnier dans le domaine de la biosynthèse des acides mycoliques (Partenaire 1) va purifier le complexe FAS-II en utilisant deux stratégies complémentaires, la méthode Single Step Affinity Purification récemment adaptée à des complexes mycobactériens et validée, et la technique d'immunoprécipitation. Les protéines du complexe FAS-II seront identifiées par un groupe de protéomique de renommée internationale [plateforme labellisée au niveau national (IBiSA), Partenaire 2]. Puis une technologie de pointe en lipidomique récemment optimisée par le Partenaire 1 sera utilisée pour déterminer avec précision la fonction de FAS-II par l'analyse de la structure fine de ses produits. La fonction des enzymes nouvellement identifiées du système sera également caractérisée par des tests d'activité in vitro et l'analyse phénotypique de mutants de M. tuberculosis. Un groupe expert en biologie structurale multi-échelle (Partenaire 3) utilisera la microscopie électronique et le traitement d'image pour étudier la structure 3D de FAS-II à résolution intermédiaire. Un groupe leader européen en biophysique structurale [plateforme labellisée au niveau national (IBiSA), Partenaire 4] va résoudre les structures à haute résolution des enzymes nouvellement identifiées qui seront combinées aux données de microscopie pour définir l'organisation spatiale du complexe. Les connaissances acquises sur le système FAS- II constitueront des outils sans précédent pour décortiquer au niveau moléculaire le mode d'action de médicaments antituberculeux ciblant ce complexe, la thiacétazone et l’isoxyl.
Le caractère innovant de l'approche adoptée ici est de considérer en tant que cible l'ensemble du complexe FAS- II de M. tuberculosis. Le développement d'un test d'activité avec le système purifié et la connaissance approfondie de sa composition et de sa structure 3D marquera une évolution majeure pour le criblage à haut débit de chimiothèques et la conception rationnelle à la fois en termes de pertinence physiologique et de rentabilité en temps et en coût, trois points clés pour les entreprises pharmaceutiques. La détermination du mode d'action de médicaments sera un outil précieux pour la conception d'inhibiteurs de FAS-II pouvant conduire au développement de nouveaux antibiotiques contre la tuberculose.