Développement et caractérisation d'un traceur TEP 18F ciblant le NLRP3 inflammasome dans des modèles animaux cliniquement pertinents d'AVC et de maladie d'Alzheimer. – Inflammaging

Le phénotype pro-inflammatoire de la neuroinflammation (NI) est un processus cellulaire et moléculaire complexe contribuant significativement aux pathologies neurodégénératives et neuropsychiatriques. Il est donc essentiel de pouvoir le mesurer précisément pour en comprendre les mécanismes, développer et monitorer de nouvelles thérapies ciblant la NI. Le seul moyen de monitorer la NI in vivo est l’imagerie par émission de positron (TEP). A ce jour, l’imagerie TEP clinique utilise la « translocator protein 18kDa » (TSPO) comme biomarqueur de la NI. Cependant, TSPO n’est pas spécifique du phénotype pro-inflammatoire de la microglie car TSPO est également exprimé dans le phénotype anti-inflammatoire et par les astrocytes activés et les cellules endothéliales. Au cœur des processus pro-inflammatoires se trouve l’inflammasome, induit dans la microglie par de nombreux stimuli tels que la mort neuronale, ou les agrégats protéiques présents dans la maladie d’Alzheimer (MA) ou de Parkinson. La protéine NLRP3 (NOD-like receptor family, pyrin domain containing 3), élément clé de l’inflammasome, constitue donc une cible idéale pour l’imagerie spécifique du phénotype pro-inflammatoire de la microglie.
Comme notés par les référés et le comité d’évaluation, ce domaine de recherche est extrêmement actif et a produit depuis notre projet de phase1 de nouvelles structures chimiques ciblant NLRP3 particulièrement intéressantes, structures que nous avons intégré à ce projet. Les laboratoires iBraiN et ICOA ont une longue expérience de collaboration dans le développement de nouveaux traceurs pour l'imagerie TEP. Nos recherches pilotes ont identifiées différentes structures chimiques et voies de modifications structurales possibles. Nos données pilotes montrent une expression accrue de NLRP3 dans le modèle TgF344-AD utilisé dans ce projet, confirmant les données publiées.

Les objectifs du projet sont :
1. Concevoir et synthétiser une bibliothèque de ligands fluorés ciblant NLRP3 par modélisation in silico se basant sur les structures chimiques d’inhibiteurs NLRP3.
2. Identifier et caractériser in vitro des ligands NLRP3 fluorables par des essais de liaison sur membranes.
3. Caractériser les 3 meilleurs candidats par imagerie TEP in vivo.
4. Valider le meilleur candidat dans des modèles cliniquement pertinents de maladies cérébrales aiguës (AVC) et chroniques (maladie d'Alzheimer).

Le projet est structuré en 6 Work Packages :
• WP1: Management & coordination du projet
• WP2: Conception et synthèse d'une bibliothèque de ligands fluorés ciblant NLRP3. Des outils de prédiction in silico seront utilisés pour évaluer les modulations structurales d’affinité à la cible et la perméabilité de la BBB pour la conception et synthèse de nouveaux composés fluorés.
• WP3: Évaluation in vitro des nouveaux composés Criblage in vitro pour déterminer l'affinité des nouveaux composés pour NLRP3. Les meilleures molécules seront testées pour leur capacité à traverser la BBB par spectrométrie de masse.
• WP4: Synthèse de précurseurs et radiomarquage [18F] des 3 meilleurs composés identifiés dans le WP3.
• WP5: Évaluation in vivo des 3 meilleurs candidats [18F] Caractérisation des 3 meilleurs composés par imagerie TEP in vivo dans un modèle de neuroinflammation induite par injection de LPS dans le striatum de rats.
• WP6: Validation du composé principal [18F] dans deux modèles animaux cliniquement pertinents. Démonstration de l'utilité et de la robustesse de l'imagerie TEP NLRP3 et de notre nouveau traceur TEP dans un modèle de neuroinflammation aigue (occlusion de l'artère cérébrale moyenne chez le rat) et chronique (modèle de maladie d'Alzheimer TgF344-AD).

Le résultat principal attendu est l’obtention d'un radiotraceur TEP NLRP3 entièrement caractérisé in vivo dans des modèles animaux, breveté, et rapidement transférable à l’imagerie clinique localement mais aussi via nos nombreux collaborateurs Français et Européens.