Thèse Développement d'Antimicrobiens à Large Spectre Inhibiteurs des Enzymes Impliquées dans la Biosynthèse des Lipides Membranaires. H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Il existe donc un besoin médical urgent non satisfait qui nécessite des efforts importants dans le développement de nouveaux traitements antimicrobiens à large spectre ayant des mécanismes d'action différents de ceux qui sont disponibles sur le marché. Nous souhaitons, dans ce projet, étudier une ou plusieurs cibles originales que les bactéries ont en commun et que l'on ne retrouve pas chez l'homme. Plus particulièrement, nous nous intéresserons à concevoir des inhibiteurs de l'ACP deshydratase FabZ et/ou de l'énoyl-ACP réductase FabI. Ces deux enzymes sont vitales pour les micro-organismes car impliquées dans le métabolisme de leurs lipides membranaires et ne sont pas présentes chez l'homme. Ainsi, bloquer leur bon fonctionnement ouvre une perspective thérapeutique originale, innovante et prometteuse dans le développement de nouveaux agents antimicrobiens à large spectre, avec un faible risque de développer des résistances croisées et à fort index thérapeutique.

Le développement de la résistance aux antibiotiques actuels constitue un véritable enjeu de santé publique. Il existe donc un besoin médical urgent non satisfait qui nécessite des efforts importants en recherche et notamment dans le développement de nouveaux traitements antimicrobiens à large spectre. Idéalement, il s'agit d'identifier de nouvelles familles de molécules ayant des mécanismes d'action différents de celles qui sont disponibles sur le marché. Il est nécessaire de bien caractériser ces molécules aussi bien sur le plan pharmacodynamique (activité, identification des sites actifs) que sur le plan pharmacocinétique (paramètres d'exposition) afin de promouvoir leur bon usage.

Tout au long du projet, la conception rationnelle des inhibiteurs enzymatiques s'appuiera sur les premières relations structure-activité mise en évidence lors des précédents travaux réalisés au laboratoire AGIR obtenues grâce à la modélisation moléculaire et aux données de la
littérature. La synthèse des composés envisagés sera réalisée par l'étudiant-e en thèse recruté-e. En parallèle, le calcul in silico des propriétés physico-chimiques, nécessaire pour appréhender au mieux les paramètres pharmacocinétiques de chaque composé sera effectué. Après avoir optimisé les conditions de clonage, d'expression et de purification des enzymes étudiées de différentes espèces
telles que E. coli, de P. aeruginosa et Pf, nous rechercherons le mécanisme d'action des composés synthétisés par mesure directe en déterminant leurs activités inhibitrices vis-à-vis de ces enzymes. Les mesures expérimentales seront analysées et confrontées aux analyses structurelles afin d'optimiser les modèles de docking pour gagner en efficacité de prédiction. Les inhibiteurs les plus efficaces (« hits ») seront évalués sur la cellule bactérienne entière in vitro. Pour les antibactériens potentiels, les paramètres d'activité (CMI et Concentration Minimale Bactéricide ou CMB définie comme la concentration minimale de l'agent induisant plus de 99,9% de mortalité) des nouveaux ligands seuls et en association avec d'autres antibiotiques usuels vis-à-vis de souches de références et cliniques des BGN et BGP visées seront déterminés. Le mécanisme d'action de nos inhibiteurs enzymatiques sera recherché grâce à une étude lipidomique et métabolomique sur les excrétas bactériens . Des tests de cytotoxicité seront effectués pour les molécules les plus actives.
En fonction des résultats et de l'avancement du projet, Les molécules retenues seront ensuite évaluées in vivo sur un modèle de chenilles infecté par les bactéries ayant montrées une sensibilité in vitro, ou sur souris infectées.