Développement préclinique de médicaments à base de composés naturels, ciblant la voie IL-23-Th17 dans les maladies inflammatoires à médiation immunitaire – IMIDRUG

Identification des cibles moléculaires

Plusieurs approches ont été utilisées en parallèle. La première a été la validation d'un hypothèse basée sur la connaissance de l'effet du composé sur la production d'IL-23 dans les cellules macrophagiques.

La transcription du gène de l'IL-23 p19, la sous-unité spécifique de l'IL-23 (p40 étant commune à l'IL-12) étant sous le contrôle de la voie NFkB, nous avons vérifié par des approches biochimiques si l'AL1 pouvait agir au niveau d'un ou plusieurs composants de la voie d'activation NFkB. Une seconde approche a consisté à réaliser un crible double hybride chimique qui a été effectue par la société Hybrigenics. Enfin, après avoir greffé un groupement alkyne sur l'AL1, dans une position n'affectant pas ses propriétés pharmacologiques, nous avons couplé la molécule sur des billes d'agarose. Ces billes ont été utlisés pour précipiter des molécules exprimées dans le cytoplasmes des cellules macrophagiques THP-1 stimulées par le LPS, pré-incubées ou non avec l'AL1. Les protéines spécifiquement précipités par les billes ont été identifiées par spectrométrie de masse. Une protéine candidat (identifiée à partir de maintenant comme la protéine X) a été ensuite étudiée en particulier. Cette protéine X a été démontrée comme la cible principale de l'AL1, son inhibition expliquant l'ensemble des effets pharmacologiques observés.

Chimie médicinale

Par modélisation du site d'interaction de l'AL1 sur la protéine X nous avons réalisé un "docking in silico" de milliers de composés structurellement proches de l'AL1 pour identifier des analogues de l'AL1. L'analyse informatique fine des composés actifs et de ceux qui ne l'étaient pas a permis d'identifier un pharmacophore potentiel. Sur la base de ce pharmacophore, 11 composés supplémentaires oint été identifiés dont l'activité a été validée in vitro et in vivo. Nous disposons maintenant d'une famille de composés se distinguant par leur propriétés physico-chimiques et leur bio-disponibilité. Cinq composés ont fait l'objet d'investigation plus poussés dans des modèles animaux de maladies humaines.

Modèles additionnels

Nous avons pu vérifier l'efficacité de l'AL1 pour retarder l'apparition de signes neurologiques dans un modèle murin de SLA, les souris mSOD-1 et au cours de l'encephalite experimentale auto-immune (modèle de la sclérose en plaques).

La société ALLSPIM é a pu également tester sur fonds propres l'efficacité de l'AL1 dans des modèles additionnels de maladies humaines: myocardite auto-immune, goutte, dégénérescence maculaire humide, uvéite, MASH.

Cibles moléculaires

L'AL1 inhibe la kinase Ikkß et stabilise IKB dans la voie NFkB

L'AL1 inhibe la Protéine X qui intervient dans la voie de signalisation en aval des récepteurs des signaux de danger, le récepteur Toll 4 (TLR4) en particulier. La protéine X contrôle à la fois les voies d'activations transcriptionnelles aboutissant à la production de cytokines pro-inflammatoires (IL-1ß et IL-23, notamment) et le "priming" de l'inflammasome NLRP3. Le rôle de la Protéine X dans ces mécanismes n'a pas été rapporté jusqu'à présent, il s'agit donc d'une découverte majeure de notre programme de recherche.

Chimie médicinale

Après de multiples itérations et des vérifications in vitro et in vivo nous avons pu identifier 10 composés partageant les mêmes effets dont un possédant des puissances d'activité proches de l'AL1.

Sur fond propres, ALLSPIM a parallèlement mis au point avec des CRO la synthèse de la molécule (Drug Substance) et vérifié que les propriétés in vitro et in vivo étaient identiques à celles de la molécule purifiée à partir de la plante. C'est à partir de cette DS que se fait le développement pré-clinique de la molécule avec la fabrication d'un "Drug product" dans sa formulation définitive.

Modèles de maladies humaines

dans le modèle mSOD-1 d'ALS chez la souris, l'AL1 administré oralement de façon quotidienne ralentit de façon significative l'apparition des symptômes liés à la dégénérescence des moto-neurones de la corne antérieure de la moelle épinière chez les animaux portant le gène muté. Des études histologiques et biochimiques des moelles montrent une diminution de l'infiltration par la microglie inflammatoire (Marquage Iba1) ainsi qu'une diminution de l'expression de la metalloprotéase MMP9, marqueur de la maladie, chez les souris traitées. La perte des motoneurones est également limitée chez les sujets traités.

Dans le modèle d'encéphalite auto-immune expérimentale, l'administration préventive d'AL1 inhibe, voire annule (dans une formulation particulière) la survenue des troubles neurologiques.

Les perspectives scientifiques du projet IMIDRUG sont une compréhension plus précise des mécanismes moléculaires et voies de signalisation régissant l'immunité innée, et la meilleure prise en compte de cet aspect de l'immunité dans de nombreuses maladies humaines.

Du point de vue du "bénéfice patients" la société ALLSPIM mettra tout en oeuvre pour que cette nouvelle famille pharmacologique de "modulateurs de l'homéostasie de l'immunité innée" puisse atteindre les essais cliniques et à terme déboucher sur une nouvelle catégorie de traitements . Au stade actuel, les possibilités et les espoirs sont grands, mais les difficultés restantes le sont également, une des plus grande étant la survenue potentielle imprévisible d'effets toxiques au cours du développement.

Nous développons une nouvelle classe d’anti-inflammatoires dédiés aux maladies inflammatoires à médiation immunitaire (IMID), qui sont caractérisés par une inflammation aiguë ou chronique touchant tous les organes et par le déséquilibre des cytokines inflammatoires. Les IMID ont une morbidité élevée et sont un fardeau considérable pour les patients en termes d'altération de la qualité de vie, ainsi que pour la société. Nous avons découvert le 2,4-D, un composé anti-inflammatoire naturel ciblant l'axe IL-23/IL-17, identifié ses cibles cellulaires in vitro et son efficacité dans des modèles précliniques d'IMID (création d'une startup, article soumis et brevet déposé). Notre projet vise à identifier les cibles moléculaires du 2,4-D, à utiliser la chimie médicinale pour la R&D, et à compléter l'étude préclinique dans un modèle animal phare d'IMID (maladie de Crohn) et dans la SLA un modèle de neuroinflammation mortelle. Cette étude accélérera également les délais pour une étude de phase I.