Vers des composés plus sélectifs ciblant un récepteur couplé aux protéine G prototypique, le récepteur V2 de la vasopressine – V2Cure

Les récepteurs couplés à la protéine G (RCPG) sont des acteurs clés de la communication intercellulaire. La liaison des agonistes cause le recrutement de deux protéines intracellulaires, protéines G et Arrestines, qui activent des voies de signalisation distinctes. Les agonistes «biaisés» peuvent activer sélectivement une voie et représentent l’espoir de médicaments plus spécifiques. Mais dynamique élevée des RCPG a entravé l’identification des mécanismes structuraux sous-jacents et les études successives, basées sur des spectroscopies différentes, ont conduit à des résultats contradictoires dans la littérature. Notre cible est le récepteur à la vasopressine V2R, dont nous avons caractérisé les premiers agonistes biaisés. V2R est exprimé principalement au niveau du rein, où l’action de son ligand endogène, le nonapeptide cyclique Arginine Vasopressine (AVP) conduit à la réabsorption de l’eau pour concentrer l’urine. A ce titre, V2R gouverne l’homéostasie de l’eau dans le corps humain, et des agonistes et antagonistes sélectifs permettraient d’améliorer les options thérapeutiques dans des problématiques aussi variées que l’incontinence et l’hyponatrémie consécutive aux accidents cardiovasculaires ou la cirrhose du foie. De plus, des maladies génétiques aux profils opposés de déhydratation et d’hyponatrémie sont respectivement reliées à des mutations inhibitrices et activatrices de V2R, à savoir le diabète insipide néphrogénique et le syndrome de diuérèse inapproprié. V2R est de plus le récepteur le plus utilisé pour étudier les phénomènes d’interaction avec les protéines arrestines. Pour décrypter son paysage conformationnel et dynamique, nous combinerons deux spectroscopies pour mesurer les distances et dynamiques de à différentes échelles, à savoir RMN et LRET. Nous développons une approche innovante basée sur des ligands greffés avec des nitroxydes/lanthanides, afin de quantifier les changements de structure/dynamique et de les intégrer à des simulations avancées de dynamique moléculaire. Notre projet nourrira la synthèse de nouveaux ligands plus spécifiques, que nous testerons sur les récepteurs natifs et mutés.
Notre travail devra donc répondre à trois objectifs essentiels :
Objectif 1: Identifier les changements structuraux et dynamiques de V2R lors de la liaison des ligands biaisés par rapport aux agonistes totaux. Quels sont les compartiments les plus affectés par les différents ligands? Combien d’états structuraux correspondent à un ligand biaisé ? Les conformations «biaisées» sont-elles caractérisées par des dynamiques spécifiques? Comment la liaison des partenaires intracellulaires (la protéine Gs, ou les arrestines) affecte-t-elle ces caractéristiques? Objectif 2: Modélisation des états actifs en intégrant des contraintes mesurées par deux spectroscopies différentes, faisant appel au greffage innovant des ligands par des ions paramagnétiques. Les simulations de dynamique moléculaire, avec et sans contraintes, reproduisent-elles les différents états conformationnels et les échelles de temps de mouvement?
Objectif 3: Synthèse et caractérisation pharmacologique des nouveaux ligands dérivés de l'étude structurale, basée sur l'identification du comportement différentiel des comportiments structuraux (hélices, boucles) sur les agonistes totaux et biaisés. Comment ces nouveaux ligands impactent-ils la signalisation des récepteurs mutants pathologiques?
Pour atteindre ces objectifs, nous avons réuni un consortium de trois équipes d’experts de réputation internationale, faisant appel à des méthodes avancées de biochimie et chimie, deux spectroscopies différentes pour s'appuyer sur des sondes structurales et dynamiques complémentaires et exhaustives et des simulations avancées de dynamique. Ainsi, notre projet devrait fournir à la communauté des chercheurs travaillant sur les RCPG de nouveaux outils méthodologiques pour concevoir des nouvelles molécules thérapeutiques au profil optimisé.