Équipe AMES > Axe 2 : Mécanismes d’Action et Dysfonctionnements

Responsable : Thierry Maugard

Dans les pays en développement, à la pollution et les dangers liés à l’environnement, s’ajoutent des dérèglements sociétaux qui sont responsables de pathologies parmi lesquelles figurent les cancers, les maladies métaboliques, les maladies cardiovasculaires et les maladies infectieuses. Chez l’homme ou l’animal, le développement de ces pathologies est fortement associé au fonctionnement et/ou dysfonctionnement de biomolécules enzymatiques (hydrolases), peptides et glycoconjugués.

C’est dans ce contexte de compréhension des mécanismes moléculaires et cellulaires affectés par ces perturbations que s’inscrivent les travaux de l’axe 2.

Ils se décomposent en plusieurs thèmes de recherche qui se proposent :
- d’étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires par lesquels les hydrolases participent à la régulation de processus pathologiques, permettant la conception d’outils moléculaires ciblants,
- d’extraire et de caractériser les propriétés biologiques de nouvelles biomolécules régulatrices des dérèglements observés (anti-cholesterol, anti-glycémie, anti-coagulation, anti-microbiennes...). Extraction à partir de ressources marines et terrestres.

Action 1 : Mode d’action d’hydrolases humaines

PROJET 1 : Hydrolases du microenvironnement tumoral

Intervenants : Ingrid Arnaudin, Thierry Maugard, Nicolas Bridiau, Jean-Marie Piot

Dans cette action, le fonctionnement d’endopeptidases (cathepsines) et de glycosidases est étudié dans le contexte particulier des interactions entre les cellules tumorales et les cellules du microenvironnement tumoral. Ces environnements pathologiques complexes sont biochimiquement reconstitués et l’impact des contraintes imposées par ce milieu sur les niveaux d’expression et de fonctionnement (sélectivité/spécificité) des hydrolases est évalué.

JPEG - 35.6 ko

Achour, O., Bridiau, N., Kacem, M., Delatouche, R., Bordenave-Juchereau, S., Sannier, F., Thiéry, V., Piot, J-M., Maugard, T., Arnaudin, I. (2013) Cathepsin D activity and selectivity in the acidic conditions of a tumor microenvironment : utilization in the development of a novel Cathepsin D substrate for simultaneous cancer diagnosis and therapy. Biochimie 95, 20-2017.

Action 2 : Développement de nouveaux nano-systèmes de traitement thérapeutique, de diagnostic ou de vectorisation d’actifs.

PROJET 1 : Aide au ciblage du microenvironnement tumoral par le développement d’un nanooutil fluorescent

Intervenants : Ingrid Arnaudin, Thierry Maugard, Valérie Thiéry, Nicolas Bridiau, Jean-Marie Piot

L’étude du fonctionnement d’hydrolases tumorales permet de faire émerger de nouvelles cibles thérapeutiques et offrent la perspective de thérapies innovantes ciblées. Dans cette action, la surexpression d’hydrolases associées à des modifications de pH est exploitée pour concevoir un objet moléculaire « intelligent » sensible à son environnement.

Achour O, Bridiau N, Godhbani A, Florian LJ, Juchereau SB, Sannier F, Piot J-M., Fruitier-Arnaudin I., Maugard T. (2013) Ultrasonic-assisted preparation of a low molecular weight heparin (LMWH) with anticoagulant activity. Carbohydrate Polymers 97, 684-689.

PROJET 2 : Conception de nano-systèmes de vectorisation

Intervenant : Thierry Maugard

Nous étudions l’association et la fonctionnalisation par des procédés ‘’vert’’, de biopolymères renouvelables, biocompatibles et biodégradables (polysaccharides, protéines, polyphénols), pour l’élaboration de nano-systèmes, permettant la protection (gastrique, mécanique et thermique), la vectorisation et la libération contrôlée d’actifs. Dans ce projet qui est à l’interface biochimie/biophysique, la biodisponibilité entérique et la mucoadhésivité des vecteurs élaborés est étudié.

Action 3 : Peptides et oligosaccharides bioactifs

Les activités biologiques de peptides et d’oligosaccharides issus de biomasses marines et terrestres sont évaluées. Leur rôle particulier sur la régulation du métabolisme énergétique, de l’homéostasie cellulaire et du système cardiovasculaire est exploré au travers d’un plateau technique de bio-essais.

PROJET 1 : Cryptides marins régulateurs du syndrome métabolique

Intervenants : Stéphanie Bordenave-Juchereau, Jean-Marie Piot

De nombreux dysfonctionnements métaboliques peuvent être impactés par des peptides issus de produits et coproduits marins. A une identification fastidieuse, nous opposons la mise en évidence d’activités de peptides potentiellement hypotenseurs, sur l’obésité, le diabète…. Une fois le lien obésité-hypertension-cryptides marins établi, une valorisation en santé humaine des kinines marines sera proche

JPEG - 24.1 ko

“Marine cryptide as a tool to fight the metabolic syndrome”, Bioactive peptides from aquatic raw material, 2 mars 2010, Copenhague, Danemark.

PROJET 2 : Extraction, caractérisation et transformation de polysaccharides, étude des propriétés biologiques et développement d’applications

Intervenants : Thierry Maugard, Frédéric Sannier, Nicolas Bridiau

Dans le contexte actuel où un bon nombre de molécules issues de la pétrochimie vont tendre à se raréfier, la recherche de structures alternatives à partir de ressources renouvelables représente un challenge. Dans ce contexte nous étudions la mise en oeuvre de bioprocédés verts et innovants, plus propres, plus économes et plus sélectifs, d’extraction et de transformation biologique et/ou physicochimique, de biomolécules, notamment de polysaccharides, issues de ressources marines et agricoles dans le but d’obtenir de nouvelles biomolécules à haute valeur ajoutée pour les secteurs de la santé humaine, mais également de l’agroalimentaire, de la cosmétique, de la chimie fine et des bioénergies. Dans ce projet qui est en lien étroit avec les actions 2 et 4, le mode d’action d’hydrolases (glycosidases, protéases, etc…) en milieu hétérogène complexe est étudié.

Etude des propriétés biologiques des polysaccharides de l’algue Chaetomorpha aera.
JPEG - 65 ko

Pierre, G., Sopéna, V., Juin, C., Mastouri, A., Graber, M., Maugard, T. Antibacterial activity of a sulfated galactan extracted from the marine alga Chaetomorpha aerea against Staphylococcus aureus. Biotechnology and Bioprocess Engineering 2011, 16, 937-945.

Action 4 : Molécules antibiotiques (produites via des « Non Ribosomal Peptides Synthétases » (NRPS)

PROJET 1 : Compréhension de systèmes génétiques producteurs de molécules à activité anti-microbiennes

Intervenants : Romain Chevrot, Cyrille Barthélémy, Sandrine Didelot

Des nouveaux antibiotiques produits par des Paenibacillus via des NRPS ont été caractérisés (financement : Association Vaincre la Mucoviscidose). L’objectif du projet est de caractériser les systèmes génétiques responsables de la production de ces antibiotiques pour pouvoir à terme développer de nouveaux traitements.

Effets antibiotiques des Paenibacillus B1 & 32.
Inhibition de la croissance de Pseudomonas aeruginosa par B1 (A),
de P. stutzeri et Fusarium oxysporum par 32 (B - C).

Etude des systèmes génétiques NRPS de production de nouveaux antibiotiques
anti-Pseudomonas aeruginosa et Staphylococcus aureus. Caradec T, Tambadou F, Sopéna V, Didelot S, Barthélémy C, Chevrot R. 12ème colloque des jeunes chercheurs Français en Mucoviscidose, Institut Pasteur, Paris.

Action 5 : Mode d’action d’hydrolases bactériennes marines

Intervenants : Ingrid Arnaudin, Stéphanie Bordenave-Juchereau, Nathalie Imbert (équipe AMARE), Hélène Thomas-Guyon (équipe AMARE)

Dans cette action, le mode d’action de toxines bactériennes produites par des souches de vibrio pathogènes de l’huitre creuse sera étudié. Il se focalisera sur la caractérisation et la compréhension du mode d’action de métalloprotéases et d’hémolysines produites par des souches de vibrio isolées pendant les épisodes de mortalités estivales.

JPEG - 23.1 ko

Fruitier-Arnaudin, I., Mersni R., Saulnier, D. Purification and Characterization of metalloproteinases in pathogenic Vibrio of the Pacific Oyster : Crassostrea gigas. In : Marine Biotechnology : Future Challenges (ESF-COST), 20-25 JUNE 2010, Hotel Villa del Mare, Acquafredda di Maratea, ITALY.

publie le dimanche 29 septembre 2013