Nouvelles Approches Moléculaires pour l'isolement de Protéines Membranaires – CHEM2STAB

ISOCHEMP est un Laboratoire Commun (LabCom) de recherche unique au monde associant des équipes de chimistes de l’Université d’Avignon (UMR 5247 - Equipe Chimie Bioorganique et Systèmes Amphiphiles - CBSA) et de biochimistes de l’entreprise CALIXAR. L’objectif principal d’ISOCHEMP est de développer de nouvelles molécules capables d’extraire, de stabiliser et/ou de cristalliser des cibles thérapeutiques et des antigènes (protéines membranaires principalement) sans les dénaturer. Les recherches dans le domaine des réactifs pour la protéomique et plus spécifiquement pour la validation de cibles pharmaceutiques de type membranaires est un domaine assez récent avec des enjeux en santé humaine et animale très importants.

En effet, plusieurs études (2011, Mark E Bunnage Nature Chemical Biology 7 « Getting pharmaceutical R&D back on target ») mettent en avant le besoin essentiel pour l’industrie pharmaceutique mondiale d’innover en renforçant ses recherches dans le domaine de la validation des cibles/antigènes. Ceci implique notamment d’inventer de nouvelles manières de préparer ces cibles/antigènes avec une chimie adaptée non dénaturante. Actuellement, les procédés utilisés pour isoler les cibles/antigènes complexes recourent très souvent à une chimie inadaptée et trop agressive qui dénature les cibles/antigènes à partir desquels des médicaments et vaccins vont être développés. Ceci a un impact majeur sur la performance des nouveaux médicaments/vaccins.

ISOCHEMP propose en 5 axes le développement et l’utilisation de nouveaux réactifs adaptés à l’isolement sans dénaturation de protéines et antigènes membranaires de tout type (récepteurs, canaux ioniques, transporteurs, enzymes, ...) pris sous leur forme complète (sans mutation, ni troncature).

Un premier axe concernera la recherche et le développement de nouveaux détergents notamment amphiphiles capables d’extraire (i.e. solubiliser) toute catégorie de protéines quel que soit la nature de ces membranes (bactérie, virus, levures, cellules de mammifère, cellules humaines …).

Une deuxième axe sera focalisé sur la recherche et le développement de tensioactifs permettant la stabilisation de ces protéines membranaires après solubilisation et /ou purification.

Un troisième axe permettra de développer des additifs pour la cristallisation de protéines notamment membranaires. Les protéines membranaires sont très difficiles à cristalliser alors que la cristallographie est le moyen le plus utilisé pour déterminer la structure 3D de ces protéines. Ce qui rend ensuite possible la conception de médicaments basée sur la structure des cibles.
Le quatrième axe, transverse aux 3 premiers axes, validera biochimiquement les différents détergents, surfactants et additifs développés, sur des cibles / antigènes d’intérêts scientifique et industriel produits par CALIXAR pour son propre compte ou pour le compte de tiers notamment industriels (pharma, biotech) mais également pour le compte d’équipes académiques en science de la vie.

Le cinquième axe concernera la valorisation scientifique et économique des réactifs validés en axe 4. Certains réactifs (axes 1 et 2) alimenteront directement le pipeline de composés utilisés par CALIXAR pour isoler/formuler des cibles et antigènes. Les additifs (axe 3) seront utilisés et commercialisés par CALIXAR via des kits de cristallisation.

Les axes 1 à 4 seront mis en œuvre par le CBSA et CALIXAR dès le démarrage du LabCom en septembre 2015 (phase 2 de fonctionnement du LabCom). Dans la phase de construction d’une durée de 6 mois (d’avril à septembre 2015), CALIXAR testera les composés déjà synthétisés par le CSBA pour une valorisation possible dès fin 2015 et la génération de premiers chiffres d’affaires en 2016. Nous estimons que dès 2018, près de 50% du chiffre d’affaires de CALIXAR sera réalisé grâce aux travaux du LabCom ce qui assurera un retour sur investissement et une pérennité au LabCom avec au moins 200 000 euros par an dès 2019.