Prévenir les interactions protéines-protéines pour restaurer le défaut fonctionnel de F508del-CFTR. – CFTRgateway

Les maladies liées au repliement des protéines (PMD) sont associées soit à l'agrégation toxique de protéines mal repliées, soit à une dégradation des protéines conduisant à une perte de fonction. La mucoviscidose est un exemple d’une maladie de perte de fonction résultant de mutations génétiques au sein du canal chlorure CFTR, F508del étant de loin la mutation la plus fréquente. Cette mutation induit un mauvais repliement de la protéine, à une réduction de l’activité du canal chlorure CFTR et à une instabilité de la protéine à la membrane plasmique (MP). La maturation des canaux mutants peut être partiellement rétablie par des petites molécules appelées correcteurs, tandis que la fonction peut être améliorée par des molécules dites potentialisatrices. Cependant, cette combinaison n’est pas optimale dans les essais cliniques et il n'y a toujours aucun moyen d'augmenter la stabilité de la protéine mutée à la MP.
Cibler des interactions intracellulaires protéine-protéine dans lesquelles la protéine anormalement repliée est engagée pourrait augmenter l’activité et/ou le nombre de canaux CFTR à la MP. Cette hypothèse est confortée par les résultats de nos travaux précédents montrant qu'une interaction avec le filament intermédiaire Keratin 8 retenait F508del-CFTR dans le réticulum endoplasmique (RE) et que la diminution de cette interaction augmentait l'expression fonctionnelle de CFTR-F508del. Ces recherches ont conduit à l'identification d'une nouvelle classe de correcteurs de CFTR. De nouvelles données préliminaires indiquent aussi que les deux classes de correcteurs, ciblant soit CFTR directement soit ses interactions avec des partenaires protéiques, ont un effet additif.
Nos nouveaux résultats ont permis identifier PRAF2, une protéine résidente du RE comme un nouveau régulateur clé de la sortie du CFTR depuis ce compartiment, suggérant que l'interaction PRAF2 / F508del-CFTR pourrait être une nouvelle cible pour la pharmacothérapie. Nous avons pu démontrer que PRAF2 était un modulateur stœchiométrique de la sortie RE d'autres protéines transmembranaires et que cette régulation impliquait un code-barre moléculaire représenté par des motifs de type RXR portés par les domaines intra-cytoplasmiques des protéines en cours de transport. Un objectif de notre projet sera de comprendre le rôle de PRAF2 dans la sortie du CFTR depuis le RE en identifiant les motifs de liaison spécifiques et les acteurs moléculaires impliqués dans le transport ou la rétention. Ce travail servira de base à la mise en place d'un crible moléculaire ciblant l'interface PRAF2/CFTR.
En parallèle, nous identifierons de nouvelles protéines formant des complexes soit avec F508del-CFTR ou le CFTR normal (interactomique différentielle globale) et les partenaires du F508del-CFTR spécifiques de certaines organites/compartiments, le RE et la MP en particulier (interatomique différentielle locale). Nous utiliserons pour cela une nouvelle approche protéomique : marquage de proximité avec APEX2 et complémentation APEX2 couplées à la spectrométrie de masse. L'importance des nouveaux partenaires moléculaires sera évaluée sur le plan fonctionnel et biochimique.
Les meilleures cibles seront combinées avec les modulateurs CFTR disponibles aujourd'hui pour améliorer l'efficacité du traitement et testé sur les cellules épithéliales primaires.
Cibler des interactions protéine-protéine spécifiques peut conduire à la libération de protéines mal repliées partiellement fonctionnelles et restaurera une partie de l'activité fonctionnelle. Pour la mucoviscidose, cela pourrait constituer une amélioration thérapeutique en combinaison avec les modulateurs de CFTR disponibles. Les résultats de notre étude permettront de conforter la stratégie de cibler les interactions protéine-protéine dans les PMD et fourniront une méthode d’étude d'autres PMD avec perte de fonction comme le déficit en alpha-1-antitrypsine, syndrome néphrotique...