Inhibition sélective des effets pathologiques d’une cible thérapeutique multifonctionnelle par une stratégie innovante : le cas d’USP8 – DruggingUSP8

Le projet DruggingUSP8 est porté par un consortium de quatre partenaires académiques et privé, dotés d’expertises complémentaires en biologie moléculaire et cellulaire, biologie structurale, clinique et découverte de médicaments. Il vise à inhiber spécifiquement les effets pathologiques d'une enzyme multifonctionnelle, la protéase spécifique d’ubiquitine USP8, en préservant ses fonctions physiologiques essentielles.
L’expression de formes mutantes d’USP8 incapables d’interagir avec une chaperonne régulatrice 14.3.3 est très fréquemment associée à la maladie de Cushing, une maladie rare causée par la présence d’un adénome dans l'hypophyse. Cet adénome est une tumeur bénigne dans la plupart des cas mais n’est pas toujours détectable ou opérable. Il est responsable d’une sécrétion accrue d'hormone corticotrope (ACTH) et par conséquent, d’une production excessive de cortisol par les glandes surrénales. Ceci provoque une série de symptômes très invalidants : obésité facio-tronculaire, fragilisation de la peau, amyotrophie, ostéoporose, dépression, infertilité, diabète, hypertension, accidents cardiovasculaires. USP8 peut activer une voie de synthèse de l'ACTH ce qui l’identifie comme une cible thérapeutique prometteuse pour le traitement de la maladie de Cushing.
Le projet inclut un travail de caractérisation de la fonction d’USP8 dans la signalisation intracellulaire et la sécrétion d’ACTH en utilisant des stratégies de génétique moléculaire, de biologie cellulaire et de protéomique afin d’identifier les cibles et les partenaires d’USP8 et de mieux comprendre leurs rôles physiologiques et pathologiques. Parallèlement, l’implication d’un endocrinologue hospitalo-universitaire, permettra l’analyse d’une collection d’adénomes hypophysaires du CHU de Grenoble qui, en terme de recrutement de patients, est le deuxième centre en France dans le registre national de la maladie de Cushing. Cette analyse vise à caractériser la présence de mutations d’USP8 dans une nouvelle cohorte ainsi qu’à effectuer des marquages de coupes histologiques pour détecter l'existence de partenaires dérégulés pouvant représenter de nouveaux acteurs moléculaires dans l'étiologie de la maladie.
La société Edelris réalisera un criblage de sa collection propriétaire de plus de 500 000 molécules par une stratégie totalement innovante permettant de sélectionner des composés chimiques capables de se lier avec une grande affinité à USP8. Une approche complémentaire in silico permettra de prédire leur site de liaison, de définir des molécules susceptibles de posséder une affinité encore plus forte et de sélectionner d’autres types de composés commerciaux pouvant se lier à USP8 à partir de données structurales.
Les molécules candidates ainsi obtenues seront trier sur un ensemble de paramètres biologiques et pharmacologiques, tels que leur activité de liaison à USP8, leur capacité à diminuer la sécrétion d’ACTH dans les cellules en culture, ou leurs propriétés pharmacocinétiques et toxicologiques, en distinguant les inhibiteurs catalytiques des ligands. Ces derniers seront testés pour leur capacité à empêcher l’association d’USP8 avec certains de ses substrats ou partenaires impliqués dans la sécrétion d'ACTH, tout en préservant d'autres propriétés essentielles de l'enzyme dans les cellules saines.
Ainsi, le projet apportera la preuve de concept que des ligands chimiques peuvent cibler les effets pathogènes d’une enzyme. Il permettra en outre d’approfondir les connaissances sur USP8, de valider cette enzyme comme cible thérapeutique et de sélectionner des molécules actives éligibles pour le développement de nouveaux traitements personnalisés de la maladie de Cushing. Ces molécules seront brevetées afin de promouvoir leur développement pharmacologique et les résultats de ces travaux seront publiés dans des revues en libre accès afin de faciliter le transfert de connaissances auprès de la communauté des cliniciens, des patients et des chercheurs.