électrochimie click pour la fonctionnalisation de protéines, vecteurs viraux et cellules par des sucres complexes – ELEC-TRICK

Les sucres complexes (SC) sont des ligands pertinents pour améliorer les propriétés pharmacologiques des protéines, induire des réponses cellulaires spécifiques et permettre une vectorisation ciblée en biothérapies. Ainsi, il y a un grand intérêt à développer une nouvelle méthode rapide de fonctionnalisation de protéines par des SC, en complément des approches enzymatiques ou d'ingénierie métabolique actuelles qui ne permettent qu'un greffage de sucres simples. Récemment, nous avons mis au point une stratégie novatrice de bioconjugaison électrochimique, qui permet de greffer spécifiquement une ancre chimique dérivée du N-méthylluminol (NML) sur les résidus tyrosine des protéines en appliquant une différence de potentiel électrique dans la solution. Cette réaction d'électro-bioconjugaison s'effectue en quelques minutes, facilitant la fonctionnalisation des vecteurs viraux, des bactéries et des cellules sans compromettre leur viabilité. Le projet ELEC-TRICK exploitera cette méthodologie pour greffer des SC sur des protéines modèles, afin de générer de nouveaux types de glycoprotéines. Cette approche sera également appliquée aux protéines de la capside des virus adéno-associés recombinants (rAAV), utilisés en thérapie génique, ainsi qu’aux protéines de surface des cellules immunitaires (lymphocytes T et cellules Natural Killer) impliquées dans les thérapies cellulaires. L’innovation repose sur la conception d’ancres bifonctionnelles capables de réagir directement avec des SC non fonctionnalisés via une réaction de type oxime-click. Ces ancres SC-NML pourront ensuite être activées par des électrodes immergées dans la solution de substrats, permettant ainsi un greffage rapide et in situ des SC sur les résidus tyrosine des protéines. Ce processus en deux étapes, réalisé en milieu aqueux, s’effectuera sans recours à des catalyseurs ni à des réactifs additionnels. En cas de succès, cette stratégie pourrait considérablement simplifier la production de glyco-conjugués. Enfin, grâce à un consortium interdisciplinaire hautement complémentaire, nous démontrerons la possibilité de greffer des SC-NML spécifiques sur des rAAV2 et des cellules immunitaires, améliorant ainsi leur tropisme et leur efficacité in vivo. Cette avancée pourrait ouvrir de nouvelles perspectives en chimie biologique et dans le développement de biothérapies vectorisées.