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Identification de molécules ciblant les phosphopantéthéinyl transférases de Mycobacterium abscessus et de Pseudomonas aeruginosa pour le traitement d’infections pulmonaires.

Dernière mise à jour 27.07.2017 à 14h53

Axe de recherche : Infection Délégation territoriale : Midi-Pyrénées

Porteur du projet : Christian CHALUT
Institut de Pharmacologie et Biologie Structurale (IPBS) - Equipe Pathogénicité moléculaire des mycobactéries (C. Guilhot)

Contexte :
Les bactéries Pseudomonas aeruginosa et Mycobacterium abscessus sont responsables d’infections chroniques chez les patients atteints de mucoviscidose. Ces infections accélèrent la dégradation de la fonction respiratoire chez les malades et aggravent le pronostic vital. Leur traitement repose sur l’administration de plusieurs antibiotiques mais l’amélioration observée est très souvent transitoire car ces bactéries sont intrinsèquement résistantes à la plupart des antibiotiques actuels. De plus, les cures répétées d’antibiothérapies génèrent des effets secondaires indésirables et conduisent à l’apparition de souches résistantes. Le projet proposé vise à rechercher des molécules inhibant l’activité d’une famille d’enzymes essentielles chez ces bactéries pour développer de nouveaux composés destinés à lutter contre ces infections.

Objectifs :
Le projet proposé s’inscrit dans la continuité des travaux financés précédemment par l’association VLM. Notre objectif est de rechercher parmi plusieurs banques de composés, des molécules capables de bloquer l’activité des phosphopantéthéinyl transférases PptAb et PcpS produites respectivement par M. abscessus et P. aeruginosa, en utilisant plusieurs approches de criblage complémentaires. L’effet inhibiteur des composés sélectionnés au cours du projet sera évalué directement sur les enzymes, grâce aux tests enzymatiques que nous avons précédemment développés, et les molécules présentant une activité inhibitrice confirmée contre PptAb et PcpS seront testées sur les bactéries P. aeruginosa et M. abscessus pour évaluer leur effet bactéricide. Les informations structurales obtenues à partir des structures cristallographiques des deux PPTases ciblées, et de leurs complexes, seront utilisées pour étudier le mécanisme d’action de ces inhibiteurs pour, à terme, améliorer leur efficacité.

Perspectives : 
La découverte de nouveaux antibiotiques est un processus long et complexe qui comporte de nombreuses étapes. Le projet proposé se positionne en amont dans ce processus. Il permettra de rechercher des molécules inhibant des enzymes clés de P. aeruginosa et M. abscessus, deux pathogènes responsables d’infections respiratoires graves et très difficiles à traiter chez les patients atteints de mucoviscidose. Ultérieurement les composés identifiés au cours de ce projet seront modifiés chimiquement pour aller vers le développement d’antibiotiques novateurs capables d’éradiquer P. aeruginosa et M. abscessus chez les malades.

Résultats obtenus :
En 2014 et 2016, nous avons été financés (2 fois une année de financement) par l’association VLM pour développer des outils destinés à identifier de nouvelles molécules capables d’inhiber une famille d’enzymes essentielles pour P. aeruginosa et M. abscessus, les phosphopantéthéinyl transférases. Les travaux réalisés ont permis de produire et de purifier ces enzymes à grande échelle, de développer des tests permettant de suivre leur activité in vitro, d’obtenir des cristaux diffractant à très haute résolution pour la PPTase de M. abscessus et de déterminer sa structure tridimensionnelle par radiocristallographie des rayons X. A la suite de criblages biophysiques, nous avons identifié plusieurs fragments capables de se lier à ces enzymes. Ces résultats constituent une première marche vers le développement par des approches rationnelles de nouvelles molécules thérapeutiques pour lutter contre les infections à P. aeruginosa ou M. abscessus.