Validation préclinique de candidats médicaments dans le cadre de maladies cholestatiques rares impliquant des déficits d’ABCB4, le transporteur biliaire de phospholipides. Université Paris-Saclay

Description

La sécrétion biliaire est une fonction essentielle du foie, nécessaire à la digestion des graisses alimentaires et l’élimination de xénobiotiques et de métabolites endogènes. Cette fonction dépend majoritairement de l’activité de transporteurs ABC (ATP-Binding Cassette) localisés au niveau de la membrane canaliculaire des hépatocytes parmi lesquels les transporteurs ABCB4, ABCB11 et ABCG5/G8 qui permettent la sécrétion respective de phospholipides, de sels biliaires et de cholestérol dans la bile. Ces trois composants de la bile forment des micelles mixtes dans l’environnement aqueux de la bile, ce qui évite la formation de calculs de cholestérol ainsi que l’action détergente des sels biliaires libres. Des variations génétiques de ces transporteurs ABC sont associées à des maladies cholestatiques rares, les formes les plus sévères de ces maladies étant les cholestases intrahépatiques familiales progressives (PFIC) de type 2 (défauts d’ABCB11) et 3 (défauts d’ABCB4) qui touchent principalement les enfants durant les premiers mois de vie. Le traitement en première intention pour les pathologies liées à des déficits fonctionnels d’ABCB4 ou d’ABCB11 est basé sur l’administration d’acide ursodésoxycholique (UDCA), un acide biliaire peu hydrophobe permettant d’améliorer notamment la condition de patients atteints de formes légères de ces maladies cholestatiques. Néanmoins, ce traitement n’est pas (ou pas suffisamment) efficace chez les patients atteints des formes les plus sévères de ces maladies, qui nécessitent le plus souvent une transplantation hépatique. Dans ce contexte de besoin médical non satisfait et en se focalisant plus particulièrement sur le transporteur ABCB4, le projet proposé ici vise à : i) caractériser les déficits moléculaires et/ou cellulaires liés aux variations génétiques d’ABCB4 identifiée chez les patients ; ii) identifier et caractériser des petites molécules d’intérêt thérapeutique corrigeant les défauts moléculaires d’ABCB4 précédemment mis en évidence, à des stades précliniques (modèles cellulaires et murins).
Les mutations identifiées chez les patients seront reproduites dans nos modèles cellulaires et analysées par des approches classiques de biologie moléculaire et cellulaire (microscopie, immunoblot, tests fonctionnels) afin de caractériser le déficit de ces variants (expression, trafic intracellulaire, fonction, stabilité). Concernant la pharmacothérapie ciblée, des petites molécules candidates seront testées afin d’analyser leur capacité à restaurer les déficits de ces variants. Les molécules testées seront principalement issues de stratégies de repositionnement (molécules validées dans le cadre d’autres approches/maladies) et de chimie médicinale (optimisation des molécules pour les rendre plus efficaces et moins toxiques), et incluent notamment des modulateurs d’ABCC7/CFTR (le canal chlorure muté dans la mucoviscidose) ainsi que d’autres molécules déjà identifiées par le laboratoire d’accueil. La capacité de restauration des molécules candidates sera analysée dans des modèles cellulaires adaptés et maîtrisés au sein du laboratoire d’accueil. Les meilleures molécules pourront être optimisées chimiquement afin d’augmenter le rapport bénéfice/toxicité par des approches de chimie médicinale. Parallèlement, des approches collaboratives in silico de chimie computationnelle nous guideront vers le choix des molécules les plus pertinentes, notamment par des analyses prédictives de docking moléculaire. Enfin, les meilleurs candidats médicaments pourront être validés dans un modèle de souris mimant la pathologie humaine. A terme, ce projet de recherche translationnelle devrait permettre d’identifier de nouvelles molécules en tant qu’alternative à la transplantation hépatique. Le cas échéant, l’utilisation des candidats médicaments nouvellement identifiés pourra être élargie à d’autres pathologies impliquant d’autres transporteurs ABC, notamment ABCB11, le transporteur canaliculaire de sels biliaires.

Compétences requises

La/le candidat(e) devra avoir au moins une première expérience en laboratoire et être capable de travailler de manière autonome tout en respectant les règles de vie et de sécurité au laboratoire. Elle/il devra avoir des connaissances liées au projet tant sur le plan théorique (physiopathologie de la sécrétion biliaire, pharmacothérapie ciblée) que le plan pratique (culture cellulaire et transfection, biologie moléculaire, biochimie, SDS-PAGE et immunoblot, immunofluorescence, microscopie optique conventionnelle et confocale). De plus, la/le candidat(e) sera amené(e) à travailler avec des modèles animaux (souris). Des connaissances et de l’expérience en expérimentation animale seraient donc un plus. Par ailleurs, le maniement de l’outil informatique (a minima les outils Internet et Microsoft office) ainsi qu’une bonne maîtrise de l’anglais (lu, parlé et écrit) sont des prérequis indispensables.

Bibliographie

Articles originaux :
– Lakli M*, Dumont J*, Vauthier V, Charton J, Crespi V, Banet M, Riahi Y, Ben Saad A, Mareux E, Lapalus M, Gonzales E, Jacquemin E, Di Meo F, Deprez B, Leroux F§, Falguières T§. (*,§ equal contributions). Identification of new correctors for traffic-defective ABCB4 variants by a high-content screening approach. Submitted.
– Gonzales E, Gardin A, Almes M, Darmellah-Remil A, Seguin H, Mussini C, Franchi-Abella S, Duché M, Ackermann O, Thébaut A, Habes D, Hermeziu B, Lapalus M, Falguières T, Combal JP, Benichou B, Valero S, Davit-Spraul A, Jacquemin E. Outcomes of 38 patients with PFIC3: Impact of genotype and of response to ursodeoxycholic acid therapy. JHEP Reports. 2023. 5(10):100844.
– Mareux E, Lapalus M, Ben Saad A, Zelli R, Lakli M, Riahi Y, Almes M, Banet M, Callebaut I, Decout JL, Falguières T†, Jacquemin E†, Gonzales E† (†equal contributions). In vitro rescue of the bile acid transport function of ABCB11 variants by CFTR potentiators. Int J Mol Sci. 2022. 23(18), 10758.
– Bruneau A, Delaunay JL, Durand-Schneider AM, Vauthier V, Ben Saad A, Aoudjehane L, El Mourabit H, Morichon R, Falguières T, Gautheron J, Housset C, Aït-Slimane T. MRCK-alpha and its effector myosin II regulatory light chain bind ABCB4 and regulate its membrane expression. Cells. 2022. 11(4):617.
– Mareux E, Lapalus M, Ben-Saad A, Callebaut I, Falguières T, Gonzales E, Jacquemin E. In vitro functional rescue by ivacaftor of an ABCB11 variant involved in PFIC2 and intrahepatic cholestasis of pregnancy. Orphanet J Rare Dis. 2021. 16(1):484.
– Ben Saad A, Vauthier V, Lapalus M, Mareux E, Bennana E, Durand-Schneider AM, Bruneau A, Delaunay JL, Gonzales E, Housset C, Aït-Slimane T, Guillonneau F, Jacquemin E, Falguières T. RAB10 interacts with ABCB4 and regulates its intracellular traffic. Int J Mol Sci. 2021. 22(13):7087.
– Ben Saad A, Vauthier V, Tóth Á, Janaszkiewicz A, Durand-Schneider AM, Bruneau A, Delaunay JL, Lapalus M, Mareux E, Garcin I, Gonzales E, Housset C, Aït-Slimane T, Jacquemin E, Di Meo F, Falguières T. Effect of CFTR correctors on the traffic and the function of intracellularly retained ABCB4 variants. Liver international. 2021. 41(6):1344-1357.
– Mareux E*, Lapalus M*, Amzal R, Almes M, Aït-Slimane T, Delaunay JL, Adnot P, Collado-Hilly M, Davit-Spraul A, Falguières T, Callebaut I, Gonzales E#, Jacquemin E#. Functional rescue of an ABCB11 mutant by ivacaftor: a new targeted pharmacotherapy approach in bile salt export pump deficiency (*,# equal contributions). Liver international. 2020. 40(8):1917-25.
– Vauthier V, Ben Saad A, Elie J, Oumata N, Durand-Schneider AM, Bruneau A, Delaunay JL, Housset C, Aït-Slimane T, Meijer L, Falguières T. Structural analogues of roscovitine rescue the intracellular traffic and the function of ER-retained ABCB4 variants in cell models. Scientific Reports. 2019. 9(1):6653.

Articles de revue :
– Lakli M*, Onnée M*, Carrez T*, Becq F§, Falguières T§, Fanen P§ (*,§ equal contributions). ATP-binding cassette (ABC) transporters: from frequent to rare monogenic diseases. Submitted.
– Ben Saad A*, Bruneau A*, Mareux E*, Lapalus M, Delaunay JL, Gonzales E, Jacquemin E, Aït-Slimane T#, Falguières T#. Molecular regulation of canalicular ABC transporters (*,# equal contributions). Int J Mol Sci. 2021. 22(4):2113.
– Vauthier V, Housset C, Falguières T. Targeted pharmacotherapies for defective ABC transporters. Biochem Pharmacol. 2017. 136 :1-11.
– Falguières T, Aït-Slimane T, Housset C, Maurice M. ABCB4: Insights from pathobiology into therapy. Clin Res Hepatol Gastroenterol. 2014. 38(5):557-63.

Mots clés

Sécrétion biliaire, Transporteurs ABC, Pharmacothérapie ciblée, Biologie cellulaire, Modèles cellulaires, Modèles animaux