Outils personnels

Vous êtes ici : Accueil / PHC Utique franco-tunisien / Projets en cours / Du venin aux molécules bioactives : mécanisme d'action et thérapie ciblée anticancéreuse

Du venin aux molécules bioactives : mécanisme d'action et thérapie ciblée anticancéreuse

PHC : Utique
Codes du projet : 17G0811 -- Campus N° 37156PM
Domaine : Biologie, médecine, santé
Intitulé : Du venin aux molécules bioactives : mécanisme d'action et thérapie ciblée anticancéreuse
Porteur(s) : LUIS José, SRAIRI-ABID Najet, MABROUK Kamel, ESAFI-BENKHADIR Khadija
Date de début : 01/01/2020
Date de fin : 31/12/2019

Le cancer est une maladie multifactorielle qui représente une cause de morbidité et de mortalité majeure dans le monde. D’après les estimations de l’Organisation Mondiale de la Santé, il aurait été la cause de 7,6 millions de décès en 2008, représentant 13% de la mortalité totale. De nombreux facteurs environnementaux, liés au mode de vie et à l’industrialisation sont mis en cause dans l’augmentation de l’incidence des cancers. A ce jour, les thérapies anti-cancéreuses utilisées présentent deux problèmes majeurs : le développement d’une résistance à la thérapie des cellules tumorales et la toxicité non spécifique envers les tissus normaux.
Le développement d’alternatives thérapeutiques nouvelles pourrait contourner la résistance à la thérapie et réduire les effets délétères liés au traitement du cancer.
Ces dernières années, les substances naturelles connaissent un intérêt croissant dans de nombreux domaines. Particulièrement les venins de scorpions, de vipères et d’abeilles constituent des sources naturelles de biomolécules à effet thérapeutique potentiel contre le cancer. Nous nous focaliserons sur les molécules peptidiques. En effet, en raison de leur faible toxicité, de leur haute spécificité et de leur masse réduite, les peptides sont de plus en plus couramment utilisés, tels quels ou sous forme de peptidomimétiques, pour des applications thérapeutiques ou diagnostiques dans le domaine de la santé et en cosmétique (rapport rost & Sullivan: http://www.frost.com/).
Ces dernières années, nous avons identifié, purifié et caractérisé plusieurs peptides/protéines à partir de venin de scorpion, d’abeille et de vipère. La plupart de ces molécules inhibent avec une forte affinité les intégrines, les métalloprotéases et/ou les anaux ioniques, (sur)exprimés dans les cellules cancéreuses. Ces molécules, testées sur différentes lignées cellulaires, ont montré une inhibition significative de leur prolifération, migration et/ou invasion. Cependant, cette inhibition est parfois partielle, ndiquant une certaine insensibilité ou résistance des cellules vis-à-vis de ces ligands. Il est également attendu que cette inhibition soit moins efficace in vivo en raison du microenvironnement tumoral et de l’hétérogénéité des cellules cancéreuses.
Nous comptons utiliser des combinaisons de ces molécules pour cibler différents récepteurs exprimés dans des cancers ésistants. Nous utiliserons, comme modèle de cellule tumorale, la lignée de glioblastome humain U87. En effet, les glioblastomes ont des tumeurs cérébrales primitives très agressives et très vascularisées qui présentent un très mauvais pronostic (Roy et al., 2016). Dans un premier temps, nous confirmerons le mode d’action de chacune de ces molécules sur cette lignée U87 et nous déterminerons les voies de signalisation impliquées. Dans un deuxième temps, nous évaluerons l’effet synergique de différentes combinaisons de ces molécules in vitro (prolifération, migration, adhésion and invasion) et leur potentiel anti-tumoral in vivo par greffe de cellules tumorales (sous-cutanée ou in situ). D’autre part, nous prédirons par une étude in silico, les éléments structuraux responsables de l’activité de chaque protéine d’intérêt. Ces combinaisons de biomolécules peuvent s’avérer être des outils précieux pour l’étude de l’oncogenèse des cancers résistants et la conception de nouvelles molécules thérapeutiques.

Objectifs

L’objectif de notre projet de recherche est de bloquer à la fois les intégrines et les canaux ioniques pour augmenter la sensibilité des cellules tumorales, surtout dans le cas de cancers peu sensibles aux traitements thérapeutiques actuels.
La stratégie envisagée est décrite dans le schéma de l'annexe 1.
- La purification des molécules actives à partir des venins se fera par une succession de techniques classiques (HPLC, FPLC, …) et leur caractérisation physicochimique par séquençage (Edman, MS/MS), spectrométrie de masse (MS, MS/MS), de résonance magnétique nucléaire (RMN) et de spectroscopie infrarouge.
- L’évaluation in vitro de l’activité anti-tumorale des molécules de venin se fera à l’aide de différents tests (prolifération, apoptose,
adhésion, migration, invasion, apoptose, angiogenèse….). Nous utiliserons la lignée de glioblastome U87 comme principal
modèle cellulaire. Cette étude se fera avec les molécules actives seules ou en combinaison pour évaluer les effets synergiques.
- L’étude des relations structure/activité des molécules actives permettra d’identifier les acides aminés ou les motifs structuraux responsables de l’effet sur la tumorigenèse.
- En parallèle, des études in silico (arrimage moléculaire -«docking »- et modélisation moléculaire) de ces molécules associées à l’utilisation de programmes spécifiques permettront d’identifier et d’extraire les motifs structuraux, séquentiels et/ou 3D, responsables de l’effet d’ancrage de ces toxines sur leurs récepteurs et la conception de peptides de plus haute affinité.
- La toxicité des combinaisons de composés sélectionnées sera déterminée in vivo sur des souris avant d'évaluer leur potentiel anti-tumoral par greffe de cellules tumorales (sous-cutanée ou in situ).
- Nous pourrons alors envisager leur encapsulation dans les nanoparticules pour améliorer la biodistribution in vitro et in vivo. Les peptides ou peptidomimétiques seront encapsulés, absorbés ou chimiquement couplés à la surface des nanoparticules qui peuvent être de nature polymérique. Le choix des matériaux dépendra des tissus et de la voix 'administration ciblés. Les tests biologiques seront déterminants dans cette étape. Les décisions seront prises selon l'activité inhibitrice des nanovecteurs conjugués ainsi que leur toxicité.

Résultats

 Résultats attendus : Caractérisation structurale des molécules donnant le meilleur effet avec les molécules des venins
 Obtention de combinaison(s) de molécules de venins, efficace pour l’inhibition de la prolifération des cellules
cancéreuses.
 Obtention des biomolécules encapsulées présentant un meilleur effet anti-cancéreux

Informations supplémentaires

Université Aix-Marseille Université (AMU)

Partenaire français
Marseille
http://www.cro2-timone.fr/CRO2-UMR-INSERM-

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Centre de Recherche en Oncologie Biologique et Oncopharmacologie (CRO2)


Responsable(s)
Jose LUIS - CRO2 - Marseille - Tél :0491835652 - Email :jose.luis@univ-amu.fr

Institut Pasteur de Tunis

Partenaire tunisien
Tunis

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Laboratoire des venins et biomolécules thérapeutiques (LR 11 IP)


Responsable(s)
Najet SRAIRI-ABID - LR11IP - Tunis - Tél :9514644 - Email :najet.abid@pasteur.rns.tn

AMU / CNRS

Partenaire français
Marseille

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Institut Chimie Radicalaire (ICR)


Responsable(s)
Kamel MABROUK - ICR - Marseille - Tél :0491653247 - Email :kamel.mabrouk@univ-amu.fr

Institut Pasteur de Tunis

Partenaire tunisien
Tunis

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Laboratoire d’Epidémiologie moléculaire et pathologie expérimentale appliqués aux maladies infectieuses (LEMPA)


Responsable(s)
Khadija ESSAFI-BENKHADIR - LEMPA - City - Tél :9514644