Thème de recherche de l’équipe


EQUIPE 5 CHIMIE-TOXICOLOGIE ANALYTIQUE ET CELLULAIRE (Olivier Laprévote)

L’équipe « Chimie-Toxicologie Analytique et Cellulaire » s’est bâtie par agrégations successives de personnalités porteuses de savoir-faire spécifiques, au meilleur niveau dans leur domaine respectif, dans le but de permettre l’émergence de travaux originaux aux interfaces des différentes disciplines représentées. Les deux outils que l’équipe héberge, en l’occurrence les plateformes de spectrométrie de masse et de culture cellulaire, ont initialement favorisé les recherches en toxicologie par la caractérisation analytique de marqueurs de toxicité mis en évidence sur les modèles cellulaires développés au laboratoire. Les méthodes analytiques ont ensuite évolué naturellement vers les approches métabolomiques puis plus précisément lipidomiques, le métabolisme lipidique s’avérant particulièrement sensible aux altérations dues aux expositions toxiques. L’intégration des nouvelles approches de modélisation spectrales et de réseaux moléculaires développées par Grégory Genta-Jouve dans le cadre de son activité de recherche en Phytochimie s’est montrée ensuite extraordinairement précieuse pour la caractérisation des lipidomes. En parallèle, la modélisation des réactions chimiques par la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité (DFT) et des données spectrales donnait un nouvel essor à l’activité de synthèse organique de l’équipe, incarnée par Emmanuel Roulland. Les compétences de chimiste de ce dernier trouvent à s’employer pour le marquage de motifs structuraux spécifiques à certaines structures moléculaires comme le démontrent nos résultats les plus récents sur la caractérisation des positions et de la stéréochimie des insaturations sur des structures lipidiques. La structuration des thèmes qui est présentée ci-dessous reste donc artificielle et ne décrit qu’imparfaitement le réseau d’interactions qui les sous-tendent.  


TOXICOLOGIE ANALYTIQUE – SPECTROMETRIE DE MASSE – LIPIDOMIQUE (Nicolas Auzeil)

Les recherches de l’équipe en spectrométrie de masse portent principalement sur l’étude du lipidome dans différents contextes dont actuellement (i) l’impact des perturbateurs endocriniens sur le neurodéveloppement humain et leur rôle potentiel dans la survenue de certains troubles neurocomportementaux et (ii) les mécanismes en jeu dans la survenue de la sécheresse oculaire notamment lorsqu’elle est liée à l’usage de conservateurs cationiques présent dans les collyres.[1]

In fine, dans les deux cas, l’objectif est la recherche de biomarqueurs lipidiques d’exposition à des toxiques environnementaux susceptibles d’aider au diagnostic et/ou au pronostique de pathologies. Cette activité est fondée sur l’utilisation de modèles cellulaires (lignées cellulaires d’oligodendrocytes et de la cornée), animaux (rongeurs) et de prélèvements effectués chez l’humain. Les analyses lipidomiques sont effectuées par chromatographie liquide ultraperformance couplée à la spectrométrie de masse haute résolution qui permettent, après une étape de prétraitement, l’utilisation des réseaux moléculaires. Cette nouvelle et innovante approche (pionnière dans le cas de la lipidomique)[2] permet d’obtenir des informations très précises au niveau de la structure des lipides perturbés sous l’effet d’une exposition à un toxique ou la conséquence d’un état pathologique. La mise à contribution d’analyses statistiques uni- et multivariées est également nécessaire.

Les méthodologies développées sont issues de collaborations étroites entre les analystes de l’équipe, autour de Nicolas Auzeil, Grégory Genta-Jouve pour les aspects de modélisation et de calcul, et Emmanuel Roulland pour les dérivations chimiques structuralement spécifiques.

[1] R. Magny, K. Kessal, A. Regazzetti, A. Ben Yedder, C. Baudouin, S. Mélik Parsadaniantz, F. Brignole-Baudouin, O. Laprévote, N. Auzeil. BBA, Mol Cell Biol. Lp 2020, 1865(9), Article Number 158728 (2020)

[2] R. Magny, A. Regazzetti, K. Kessal, G. Genta-Jouve, C. Baudouin, S. Mélik Parsadaniantz, F. Brignole-Baudouin, O. Laprévote, N. Auzeil. Metabolites 2020 10(6), Article Number 225


SYNTHESE TOTALE (Emmanuel Roulland)

La Synthèse Totale de la Tiacumicine B

Schéma 1 : La synthèse totale de la tiacumicine B et les développements en méthodes de synthèses afférentes

La résistance des bactéries aux antibiotiques constitue un risque biomédical majeur qui s’amplifie dangereusement. La découverte et l’exploitation de nouvelles molécules capables de contrecarrer ces résistances est donc un objectif prioritaire. La tiacumicine B (ou fidaxomicine, Schéma 1) est un macrolide d’origine naturelle possédant des propriétés antibiotiques uniques du fait de son action sur la « switch-region » de l’ARN polymérase bactérienne. Le programme que nous développons a permis la mise au point d’une synthèse totale de tiacumicine B[1] ce qui ouvre une voie accès fiable aux analogues de cette molécule d’intérêt. Cette synthèse totale a été rendue possible par des innovations en stratégie de synthèse impliquant de nouvelles méthodes de synthèse (Schéma 1) et l’utilisation du calcul DFT.[1] L’ANR a soutenu cet ambitieux projet porté par Emmanuel Roulland en collaboration avec l’équipe de Jean-Marie Beau et Stéphanie Norsikian de l’ICSN-CNRS à Gif-sur-Yvette.

[1] a) S. Norsikian,  C. Tresse,  M. François-Eude, L. Jeanne-Julien, G. Masson, V. Servajean, G. Genta-Jouve, J.-M. Beau,E. Roulland,  Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 6612 – 6616. b) L. Jeanne-Julien, G. Masson, E. Astier, G. Genta-Jouve,V. Servajean, J.-M. Beau, S. Norsikian,  E. Roulland, J. Org. Chem.2018, 83, 921 – 929. c) L. Jeanne-Julien, G. Masson, E. Astier, G. Genta-Jouve,V. Servajean, J.-M. Beau, S. Norsikian,  E. Roulland, Org. Lett.2017, 19, 4006 – 4009. d) E. Roulland, Synthesis 2018, 50,4189 – 4200.

Détermination Structurale d’une Nouvelle Substance Naturelle Marine par le Calcul et Confirmation par Synthèse Totale

Présentant une fonction allène au milieu de sa chaîne et donc une chiralité axial, la structure de l’acide puna’auic (Schéma 2) est une rareté chez les substances naturelles. Les simulations de spectres RMN et de dichroïsme circulaire basées sur les calculs DFT effectuées par Grégory Genta-Jouve ont porté à choisir un énantiomère pour l’acide puna’auic, prédiction confirmée par la synthèse totale.[1]

Schéma 2 : L’acide puna’auic

Le succès de cette approche souligne la pertinence du couplage de la modélisation par DFT des réactions organiques et des données spectrales (Grégory Genta-Jouve) et de la synthèse totale (Emmanuel Roulland).

Le Laboratoire s’est fait une spécialité et un objectif du développement de méthodes alternatives à l’expérimentation animale dans le domaine de la toxicologie. Nos efforts les plus récents nous ont permis de proposer une nouvelle méthode d’étude des perturbateurs endocriniens reposant sur des modèles cellulaires placentaires humains et applicable aux molécules chimiques, aux extraits végétaux comme aux huiles. En effet, il est apparu que différents perturbateurs endocriniens induisent une atrophie placentaire par activation de voies de dégénérescence, dont celle de l’inflammasome, initialement identifiées dans la maladie d’Alzheimer et que nous avons montrées dans la DMLA

(Dégénérescence Maculaire liée à l’âge). Cette nouvelle approche sur des modèles placentaires humains a pour but d’identifier les mécanismes toxiques induits par les perturbateurs endocriniens via l’activation des récepteurs de mort et de dégénérescence et notamment le récepteur P2X7, principal sujet d’étude de l’équipe,[1] qui stimule la dégénérescence placentaire.

Ce savoir-faire nous permet aujourd’hui de rechercher des modulateurs de l’inflammasome, sur des modèles cellulaires de l’arbre respiratoire, qui pourraient être appliqués à la pandémie actuelle de COVID-19.

[1] a) L. Jeanne-Julien, G. Masson, R. Kouoi, A. Regazzetti, G. Genta-Jouve, V. Gandon, E. Roulland, Org. Lett. 2019, 21, 3136 – 3141. b) L. Jeanne-Julien, E. Astier, R. Lai-Kuen, G. Genta-Jouve, E. Roulland, Org. Lett. 2018, 20, 1430 – 1434.

[1] E. Roulland, H. Solanki, K. Calabro, M. Zubia, G. Genta-Jouve, O. Thomas, Org. Lett 2018, 20, 2311 – 2314


Anticipation de substances naturelles marines et terrestres (Grégory Genta-Jouve).

Dans cet axe, nous nous intéressons à l’identification de substances naturelles originales en utilisant les méthodes numériques comme la métabolisation in silico et la prédiction de spectre de fragmentation en spectrométrie de masse. Tous ces outils sont réunis sur une plateforme mise en ligne et accessible gratuitement (https://metwork.pharmacie.parisdescartes.fr/). A rebours de la démarche « classique » en phytochimie qui procède de l’analyse initiale des extraits et de l’identification structurale individuelle de leurs composants, notre approche permet d’anticiper les structures présentes et de les confirmer à haut débit en confrontant les données expérimentales obtenues en spectrométrie de masse à celles issues de la métabolisation des spectres.[1]

[1] (a) C. Audoin, V. Cocandeau, O. P. Thomas, A. Bruschini, S. Holderith, G. Genta-Jouve, Metabolites 2014, 4(2), 421-432. (b) A. E. Fox Ramos, C. Pavesi, M. Litaudon, V. Dumontet, E. Poupon, P. Champy, G. Genta-Jouve*, M. A. Beniddir* Anal. Chem. 2019, 91(17), 11247–11252