Loes Stevers : la colle moléculaire, au-delà du combat des symptômes de la mucoviscidose

Posted by Sysmex Netherlands & Belgium on 11/2022

Notre corps compte d'innombrables glandes qui sécrètent du mucus, notamment dans les poumons et les intestins. Le mucus est une substance importante, parce qu’il contribue notamment à l’évacuation des déchets et des bactéries. Il transporte également les enzymes de la digestion vers les intestins. Chez les individus en bonne santé, le mucus est assez liquide, transparent et fin. Les personnes atteintes de mucoviscidose présentent, elles, un mucus ferme et épais qui ne peut pas faire son travail et qui empêche les organes de fonctionner de façon optimale. La plupart des personnes atteintes de cette maladie décèdent d’une infection pulmonaire, car le mucus est trop important et totalement inefficace. Loes Stevers a cherché à savoir comment guérir cette maladie et en combattre les symptômes.

Loes Stevers a 28 ans et est originaire d’Eindhoven. Après avoir terminé ses études en technologie biomédicale à la Technische Universiteit d’Eindhoven, elle a obtenu son doctorat en biochimie dans le cadre duquel elle s’est intéressée à la mucoviscidose. « Les personnes atteintes de mucoviscidose présentent trop peu de récepteurs transmembranaires de fibrose kystique (CFTR) dans la membrane des cellules. Le CFTR est une protéine qui a une fonction de pompe qui extrait les sels de la cellule. Ces sels emportent avec eux une petite quantité d’eau. Lorsque cette pompe ne fonctionne pas, le mucus pulmonaire n’est pas assez imprégné d’eau et est donc trop épais. La protéine CFTR est de ce fait à l’origine du problème. 70 % des patients atteints de mucoviscidose présentent une mutation du gène du CFTR qui l’empêche d’exercer sa fonction de pompe au niveau de la membrane cellulaire. Le corps considère cette mutation comme un intrus et décompose la protéine CFTR. Des études préalables ont révélé qu’une autre protéine, la protéine 14-3-3, pouvait se lier au CFTR. Dans ce cas, la mutation est empêchée et le corps ne décompose plus la protéine. La protéine 14-3-3 aide le CFTR à se déplacer jusqu'à la membrane cellulaire et la pompe à continuer à faire son travail malgré la mutation. En règle générale, les protéines CFTR et 14-3-3 ne restent pas longtemps liées. Une molécule est nécessaire pour stabiliser cette interaction : une colle moléculaire. Celle-ci pourrait régler le problème à l’origine de la mucoviscidose au lieu de combattre ses symptômes, comme les solutions existantes l’ont fait jusqu’à présent.

Les études de ce genre prennent beaucoup de temps. En effet, Loes a commencé ses recherches il y a quatre ans. « J’ai d’abord observé comment ces protéines se liaient les unes aux autres (microcalorimétrie). Pour ce faire, nous avons utilisé l’appareil MicroCal ITC200 de Malvern. Cette technique a permis de mettre en lumière quelles parties des protéines CFTR et 14-3-3 se liaient entre elles et comment elles interagissaient. À l’aide d’un criblage à haut débit, nous avons ensuite cherché des molécules qui pourraient stabiliser cette interaction par polarisation de fluorescence. Cette méthode simple et peu coûteuse nous permet de tester simultanément de nombreux stabilisateurs potentiels pour voir s’ils fonctionnent. Par la suite, nous nous sommes servis de l’ITC (calorimétrie isotherme à titration) pour déterminer si les résultats obtenus avaient réellement un effet stabilisant et comment ils agissaient. L’avantage de cette méthode est que nous avons pu découvrir avec précision quels facteurs thermodynamiques l’interaction protéine-protéine influençait. Parallèlement à l’affinité de liaison, nous avons également pu évaluer l’entropie et l’enthalpie de la liaison. Outre l’ITC et la polarisation de fluorescence, j’ai également utilisé la cristallographie. La confrontation de ces techniques est intéressante, parce que la structure des cristaux peut expliquer les résultats étonnants obtenus par ITC. L’ITC et la cristallographie se renforcent ainsi l’une l’autre. »

Pour développer la colle moléculaire, la molécule utilisée pour stabiliser les deux protéines, nous avons collaboré avec une entreprise canadienne de Montréal. « Cette entreprise a créé pour nous une bibliothèque contenant des milliers de molécules différentes. Celles-ci ont toutes été testées au niveau de leur potentiel de stabilisation de l’interaction protéine-protéine, ce qui a réduit le nombre de candidats. Nous nous sommes finalement retrouvés avec un certain nombre de molécules qui présentaient l’effet stabilisant que nous recherchions et qui pouvaient déplacer le CFTR vers la membrane cellulaire. »

La mucoviscidose est une maladie chronique héréditaire et malheureusement incurable (jusqu’à présent). C’est pour cette raison que Loes a pris le risque de conduire cette étude. « J’étais en train de réaliser mon stage en Australie et l’occasion d’y faire mon doctorat s’est présentée. Mais une place s’est également libérée à Eindhoven. J’avais la possibilité de faire mon choix parmi différents projets, dont celui-ci. Il m’a beaucoup parlé, parce que je suis convaincue que l’on peut à présent faire un grand pas vers la guérison de la mucoviscidose. C’est un sujet brûlant et nous sommes sur le point de trouver un remède. Je voulais apporter ma pierre à l’édifice avec cette étude.

Loes ne sait pas encore ce qu’il va advenir de son étude. Il est prévu qu’elle poursuive les essais, de préférence en collaboration avec une société pharmaceutique. « J’ai défendu ma thèse avec succès. Nous sommes actuellement en train d’optimiser la molécule. Je souhaite conclure cette étude dans les règles de l’art et essayer d’établir des collaborations avec des entreprises. J’ai d’ailleurs pu obtenir un contrat de courte durée jusqu’à la fin de l’année ici à Eindhoven. J’aimerais ensuite travailler au sein d’une société pharmaceutique pour approfondir mes recherches.