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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-20-0350

DOMAINE DE RECHERCHE
Chimie biologique / Sciences du vivant
INTITULÉ DU SUJET Français English

Nouvelle stratégie chimique pour cartographier le site de liaison des ligands interagissant avec les fibres amyloïdes: vers la conception de radiotraceurs sélectifs pour les synucléinopathies.

RÉSUMÉ DU SUJET

L’alpha-synucléine (alpha-syn) est une protéine impliquée dans diverses maladies neurodégénératives. Son accumulation sous forme de fibres dans certaines régions du cerveau conduit à l’apparition de symptômes cliniques associés à la maladie de Parkinson, la démence à corps de Lewy ou encore de multiples atrophies du cerveau. Il est aujourd’hui avéré que les fibres d’alpha-syn peuvent adopter différentes structures (polymorphes) possédant des propriétés physiques distincts avec notamment des conséquences sur les profils psychopathologiques qu’elles induisent. Dans ce contexte, disposer d'agents d'imagerie sélectifs pour un polymorphe donné d’alpha-syn, constitue un enjeu de santé publique majeure et permettrait un diagnostic précoce et non ambiguë de la maladie ainsi qu’une gradation de son évolution, indispensable pour une meilleure prise en charge du patient. La conception de ce type d’agents d’imagerie reste complexe et nécessite de connaitre l’organisation tridimensionnelle des polymorphes d’alpha-syn et la façon dont des ligands interagissent en leur sein. Les méthodes conventionnelles (RX, cryomicroscopie) ont montré certaines limites et ne permettent pas de documenter ce type d’interactions à l’échelle moléculaire.

Dans le cadre de ce projet « Technologie pour la Médecine du Futur », et en collaboration avec l’équipe de Ronald Melki (DRF, Institut Jacob, MIRCen), nous proposons une stratégie innovante combinant 1) la conception de sondes topologiques (sondes d’affinités) à partir de ligands fibrillaires connus, 2) la production de polymorphes d’alpha-syn homogènes et caractérisés, et 3) le marquage de ces fibres par ces sondes d’affinité suivie d’une analyse en spectrométrie de masse. Des ligands fibrillaires connus seront préalablement convertis en sondes d’affinités composées d'un motif de liaison (ligand), d'un espaceur réactif et d'une étiquette azoture à conjuguer à la protéine. Après une étape de liaison, l'étiquette azoture sera transférée à la protéine. Cette incorporation sélective de l'étiquette azoture à proximité du site de liaison du ligand sera suivie d'une digestion protéolytique fournissant des peptides marqués et non marqués. Une réaction biorthogonale avec un amplificateur de signal de spectrométrie de masse sera ensuite effectuée pour modifier sélectivement le ou les fragments marqués. Cela permettra d'identifier de manière sélective ces fragments qui seront ensuite séquencés. A partir des masses de peptides marquées et des profils de fragmentation des peptides correspondants (MS/MS), l'identité du ou des acides aminés modifiés sera déterminée et le ou les sites de liaison du ligand seront ainsi déduits. La preuve de principe a déjà été réalisée sur deux sondes topologiques variant en structure et pour chacune de ces sondes des sites de liaisons distincts ont été identifiées. Pour chaque ligand fibrillaire connu, cette approche devrait ainsi permettre de cartographier l’ensemble de ses sites de liaisons au sein d’un polymorphe d’alpha-syn donné. Nous proposons d’étendre cette approche à d’autres ligands fibrillaires ainsi qu’à d’autres polymorphes d’alpha-syn mais également à d’autres types d’agrégats fibrillaires (Aß1-42 and tau). A terme, il devrait donc être possible non seulement de distinguer des propriétés de liaisons différentes selon les squelettes moléculaires mais également d’identifier des structures originales qui pourront servir de point de départ pour la conception d’agents d’imagerie sélectifs.

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

M2 recherche en chimie organique, interface chimie biologie

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut des sciences du vivant Frédéric JOLIOT
Service d’Ingénierie Moléculaire des Protéines
Laboratoire de Biologie Chimique
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2020
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

laurent Devel  

CEA
DRF/JOLIOT
Institut Joliot/DMTS/SIMOPRO
CEA-CE-Saclay
Bât.152, Point courrier 24
91191 Gif sur Yvette
France

Téléphone : 33169089565

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
Innovation Thérapeutique: du Fondamental à l’Appliqué
DIRECTEUR DE THÈSE

laurent Devel

CEA
DRF/JOLIOT
Institut Joliot/DMTS/SIMOPRO
CEA-CE-Saclay
Bât.152, Point courrier 24
91191 Gif sur Yvette
France