• Langue : Français
• Discipline : Biomolécules, pharmacologie, thérapeutique
• Identifiant : 2024ULILS064
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 15/11/2024

Résumé en langue originale

Les maladies neurodégénératives (MND) touchent plus d'un million de personnes. Elles provoquent des troubles cognitifs importants et réduisent considérablement la qualité de vie et l'autonomie des patients. Ces maladies soulèvent de nombreux défis, en termes de diagnostic, de recherche, de traitement et de prise en charge thérapeutique, ainsi qu'en termes d'enjeux médicaux, économiques et éthiques. Actuellement, il n’existe aucun traitement capable d’interrompre la mort des neurones. Cependant, des avancées sur la compréhension des MND permettent d’envisager de nouveaux traitements. Ces derniers ciblent par exemple des enzymes impliquées dans le processus pathologique, telle que la sirtuine 1 (SIRT1) ou s’intéressent aux nouveaux processus de mort des neurones, telle que la ferroptose. L’objectif de cette thèse consiste à participer au développement de nouveaux traitements neuroprotecteurs et s’articule autour de deux chapitres. Chapitre 1 : Les sirtuines font partie de la classe des lysines désacétylases dépendantes du nicotinamide adénine dinucléotide.SIRT1 est fortement exprimée dans les neurones et joue un rôle contre la neurodégénérescence. Toutes les données dela littérature suggèrent donc que la modulation de l'activité de SIRT1 est une stratégie thérapeutique prometteuse pour le traitement des MND. L'activation de SIRT1 a montré des effets bénéfiques dans la maladie d'Alzheimer et son inhibition a un effet positif dans la maladie de Huntington. L'objectif de ce chapitre est de développer différents tests (TSA, enzymatique, spectrométrie de masse) permettant la mise en place de campagnes de criblage de chimiothèques disponibles au laboratoire afin d'identifier de nouveaux hits modulant l'activité de SIRT1 dans le traitement des MNDs. Une campagne de criblage de 2000 molécules a été réalisée permettant l’identification de 80 hits inhibiteurs et 57 hits activateurs. Le criblage secondaire sur des tests orthogonaux n’a permis de confirmer que 8 molécules, 4 hits inhibiteurs présentant entre 22 et 38 % d’inhibition et 4 hits activateurs présentant entre 15 et 20 % d’activation. Hélas, ces résultats ne sont pas concluants et n’ont pas permis la poursuite du projet. Chapitre 2 : La ferroptose, identifiée depuis 2012, est un mécanisme de mort cellulaire programmée caractérisé par une augmentation de la peroxydation lipidique dépendante du fer et par une capacité insuffisante à éliminer ces produits d'oxydation.Plusieurs travaux démontrent l’implication de ce type de mort cellulaire dans les MND et notamment dans la neuropathologie de la MP. Des études récentes ont démontré que l'invalidation ou l’inhibition pharmacologique de l'acyl-CoA synthétase 4 (ACSL4) confère une protection sans précédent contre la ferroptose et révèle ainsi ACSL4 comme un contributeur essentiel de la ferroptose. Sur la base de données préliminaires solides, le but global de ce projet de recherche consiste à développer des inhibiteurs sélectifs d’ACSL4 présentant des propriétés anti-ferroptotiques. L’objectif de ce chapitre consiste à évaluer les inhibiteurs d’ACSL4 développés au laboratoire. D’une part, le mécanisme d’inhibition et la sélectivité des inhibiteurs ont été évalués à l’aide d’un test biochimique et d’autre part, les propriétés anti-ferroptotiques ont été étudiées dans un système cellulaire (MDA-MB-231) dans lequel la ferroptose a été induite par RSL3. Ce travail a permis l’identification de nouveaux inhibiteurs d’ACSL4 présentant des activités anti-ferroptotiques intéressantes.

Résumé traduit

Neurodegenerative diseases (NDDs) affect over a million people worldwide. They cause significant cognitive impairment and considerably reduce patients' quality of life and autonomy. These diseases raise numerous challenges in terms of diagnosis,research, treatment and care, as well as medical, economic and ethical issues. Currently, no treatment is available that can halt neuronal death. However, advances in our understanding of NDDs are leading to the development of new therapies. These may target enzymes involved in the pathological process, such as sirtuin 1 (SIRT1), or focus on novel neuronal death mechanisms, such as ferroptosis. The aim of this thesis is to contribute to the development of new neuroprotective treatments, structured around two main chapters.Chapter 1: Sirtuins belong to the class of nicotinamide adenine di-nucleotide-dependent lysine deacetylases. SIRT1,which is highly expressed in neurons, plays a protective role against neurodegeneration. All the data in the literature therefore suggest that modulation of SIRT1 activity is a promising therapeutic strategy for the treatment of NDDs. Activation of SIRT1 has shown beneficial effects in Alzheimer's disease, while its inhibition has yielded positive outcomes in Huntington's disease. The objective ofthis chapter is to develop various assays (TSA, enzymatic, mass spectrometry) to enable screening campaigns of chemical libraries available in the laboratory to identify new compounds that modulate SIRT1 activity for the treatment of NDDs. A screening campaign involving 2,000 molecules was conducted, resulting in the identification of 80 inhibitory hits and 57 activating hits. Secondary screening using orthogonal assays confirmed only 8 molecules: 4 inhibitory hits with inhibition rates between 22 % and 38 %, and 4activating hits with activation rates between 15 % and 20 %. Unfortunately, these results were inconclusive, preventing further progress on the project. Chapter 2: Ferroptosis, identified in 2012, is a form of programmed cell death characterized by iron-dependent lipid peroxidation and an impaired ability to eliminate these oxidative products. Several studies have demonstrated the involvement of ferroptosis in NDDs, particularly in the neuropathology of Parkinson's disease (PD). Recent studies have demonstrated that pharmacological invalidation or inhibition of acyl-CoA synthetase 4 (ACSL4) provides significant protection against ferroptosis,revealing ACSL4 as a key contributor to this cell death mechanism. Based on solid preliminary data, the overall aim of this research project is to develop selective ACSL4 inhibitors with anti-ferroptotic properties. The objective of this chapter is to evaluate the ACSL4 inhibitors developed in the laboratory. First, the inhibition mechanism and selectivity of the inhibitors were assessed using biochemical assays. Then, their anti-ferroptotic properties were tested in a cell system (MDA-MB-231) where ferroptosis was induced by RSL3.This work led to the identification of new ACSL4 inhibitors with promising anti-ferroptotic activity.