Nouvelles molécules inductrices de translecture pour les mutations non-sens dans la mucoviscidose. Vers une approche translationnelle – STOP-CF

Les codons stops prématurés (PTC), UAA, UAG et UGA, représentent 12% des mutations causant des maladies génétiques. Les approches de trans-lecture des PTCs visent à rétablir la synthèse d’une protéine complète et fonctionnelle. La mucoviscidose, qui peut être due à des mutations de CFTR liées à des PTCs, est un bon modèle pour évaluer ces stratégies.
Grâce à la détermination en très haute résolution de la structure du ribosome eucaryote 80S, nous avons identifié un nouveau composé, nommé URN-1, efficace sur les 3 PTCs, et démontrant une restauration de l'activité de CFTR supérieure à celle obtenue avec le composé actuellement testé en clinique (ELX-02). Ce projet vise à identifier des composés avec une activité de translecture plus importante que URN-1 par 4 objectifs principaux :
(1) recherche de composés plus puissants grâce à une approche structure fonction unique basée sur la co-cristallisation de la molécule avec le module de traduction (ribosome 80s/ARN message/ARN de transfert/Facteur d’élongation eEF2). Les composés les plus intéressants subiront une 1ere étape de sélection dans un système d’expression hétérologue exprimant les principales mutations de CFTR liées à des PTCs.
(2) évaluation de la bioactivité des meilleurs composés URNs sur la translecture des PTCs de CFTR dans des lignées cellulaires respiratoires puis des cultures primaires respiratoires et intestinales de patients. Ceci sera basé sur l’étude des niveaux de transcrits et de l’expression et de l’activité de la protéine CFTR. La combinaison avec des modulateurs de CFTR et des inhibiteurs du système NMD permettra de maximiser la restauration fonctionnelle de CFTR. Cette étape permettra de déterminer le composé le plus efficace et le moins toxique.
(3) caractérisation du mécanisme d'action du meilleur composé en évaluant son impact sur la reprogrammation traductionnelle, en particulier sur la translecture des codons stops terminaux, et en identifiant les acides aminés dont il favorise l’incorporation.
(4) caractérisation de l’effet du meilleur composé sur la translecture de CFTR grâce au modèle murin porteur de la mutation G542X CFTR. La restauration de l’activité de CFTR sera évaluée in vivo sur la muqueuse nasale et ex vivo sur la muqueuse intestinale après administration intranasale ou systémique à court et long terme.

L'originalité du projet repose sur l'identification d'une toute nouvelle famille d'inducteurs de trans lecture des 3 PTCs et leur optimisation par « drug design » sur la structure du ribosome. Si cette approche s’avère efficace, cela constituera une avancée majeure, car il n’existe actuellement aucun remède pour la plupart des maladies héréditaires causées par les PTC et certains cancers.