Étude de mécanismes de résistance aux antibiotiques développés par des bactéries à gram négatif
Notre équipe, spécialisée dans l’étude structurale des protéines membranaires, focalise ses recherches sur le problème de santé publique qu’est la résistance aux antibiotiques, devenu une priorité sanitaire vu l’augmentation spectaculaire du nombre de bactéries multirésistantes partout dans le monde.
Parmi les différentes stratégies utilisées par les bactéries pour résister aux antibiotiques, l’efflux actif par l’intermédiaire de pompes tripartites est l’un des plus importants. Notre cible d’étude principale est la bactérie à Gram négatif Pseudomonas aeruginosa (PA), un agent pathogène opportuniste nosocomial qui contribue au déclin de la fonction respiratoire chez les patients atteints de mucoviscidose. PA possède douze pompes d’efflux, quatre d’entre elles ayant une implication avérée dans le phénomène de résistance aux antibiotiques, MexAB-OprM ayant de plus un rôle physiologique lié à la captation de métaux. Ces pompes présentent certaines spécificités concernant d’une part la famille d’antibiotiques qu’elles prennent en charge et d’autre part le mode d’activation de leur système de régulation transcriptionnelle. Les différentes stratégies pouvant être suivies pour développer des molécules visant à bloquer le fonctionnement ou l’expression de ces pompes sont énumérées sur la figure suivante. Nous menons ces recherches par des approches complémentaires associant la biologie structurale (cristallographie, SAXS, Cryo-EM (Glavier, Nat Comm 2020; Ma, Int J. Mol. Sci, 2021; Boyer, Antibiotics, 2022)) à de l’analyse fonctionnelle in cellulo (Juarez, AAC, 2018).
Développement de molécules anti-angiogéniques ciblant la voie de signalisation du VEGF
La voie de signalisation du VEGF est impliquée dans la vascularisation des tumeurs. Par une approche de drug-design couplée à des analyses thermodynamiques (ITC) et à des tests de déplacement chimique (Reille-Seroussi, Analytical Biochemistry 2017), nous développons des peptidomimétiques résistants à la protéolyse ciblant l’interaction du VEGF avec ses différents récepteurs (Gaucher, Chem. Eur. J. 2022) dont les applications en santé sont multiples (Trapiella-Alfonso, Hypertension 2019).
Développement d’outils biologiques basés sur la technique d’ADN origami
Nous développons également des outils 3D sophistiquées basées sur la technique d’ADN origami (Aissaoui, ACS Nano 2021 ; Mills, Nat Comm 2022). Deux objets sont en construction. L’un d’eux est une méthode révolutionnaire pour améliorer la qualité de la préparation des échantillons en cryo-EM pour des études structurales basée sur un maillage d’hexagones fonctionnalisés. La deuxième nanostructure d’ADN origami est conçue pour agir comme un échafaudage pour la stabilisation de deux protéoliposomes afin de reconstituer l’environnement d’une pompe à efflux tripartite dans ses deux membranes dans une configuration spatiale bien définie. Cet outil permettra de contrôler la distance de séparation des deux membranes estimée à ~ 20 nm (Reffay, Plos One 2009) et de maintenir stable l’assemblage supramoléculaire de la pompe tripartite.mpe tripartite.