Towards the identification of lactate dehydrogenase B inhibitors

: crystallization assays and enzymatic characterization of thiosemicarbazide derivatives

Résumé

La dérégulation de l'énergie cellulaire est une caractéristique bien connue du cancer. L'une des dérégulations les plus importantes est appelée l'effet Warburg : même en présence d'oxygène, les cellules cancéreuses s'appuient principalement sur la glycolyse pour obtenir de l'ATP et le pyruvate est converti en lactate. Ce phénomène est appelé glycolyse "aérobie". L'enzyme qui catalyse l'interconversion du lactate en pyruvate est une enzyme tétramérique appelée lactate déshydrogénase (LDH) qui existe sous deux isoformes principales : LDH-A et LDH-B. Le lactate produit va alors contrôler l'activité lysosomale et favoriser l'autophagie dans les cellules cancéreuses, entraînant une augmentation de la prolifération tumorale. Plus précisément, on a découvert que la LDH-B était impliquée dans ces deux mécanismes. Le ciblage du site actif souffrant d'un manque de sélectivité dû à la présence du site de liaison au NAD+, une nouvelle approche consiste à cibler l'état oligomérique de l'enzyme. En effet, il a été prouvé que l'activité catalytique dépend de la conformation tétramérique. Le noyau clé de ce processus de tétramérisation est le bras de tétramérisation. Il a été identifié que l'hélice ⍺ N-terminale est essentielle pour que la tétramérisation ait lieu.
Cette thèse de master vise à trouver des composés qui pourraient inhiber la LDH-B en ciblant l'état actif ou l'état tétramérique, la rendant ainsi inactive. Parmi les molécules de la chimiothèque du "Namur Medicine & Drug Innovation Center" (NAMEDIC), un focus particulier sera consacré à quatre hits thiosemicarbazides préalablement identifiés.
Pour évaluer l'intérêt thérapeutique de ces composés, ces thiosemicarbazides ont été criblés sur une forme complète de LDH-B et une forme dépourvue du bras de tétramérisation, conduisant à un dimère inactif. L'objectif est de trouver les ligands qui stabilisent le dimère inactif tout en déstabilisant le tétramère actif. A partir du test de décalage thermique, nous avons isolé le composé T1 car c'est celui qui a montré un effet de stabilisation sur la forme dimérique de la LDH-B. Ensuite, la localisation du composé T1 a été évaluée par docking moléculaire dans le site de tétramérisation et dans le site actif. D'après le profil d'interaction établi par le composé T1, il est plus enclin à se localiser dans le site actif et à agir comme un inhibiteur. Pour confirmer cela, des essais de co-cristallisation et une caractérisation enzymatique ont été réalisés. Il a été montré que le composé T1 inhibe la LDH-B mais la localisation précise n'a pas encore été résolue.
Le composé T1 a été identifié comme un inhibiteur de la LDH-B, ce qui le rend prometteur dans le contexte du développement de médicaments contre le cancer. En perspective, la même méthodologie devrait être utilisée sur la LDH- A puisque l'inhibition d'une isoenzyme pourrait être surmontée par la surexpression de l'autre. En outre, les dérivés du composé T1 doivent être testés et la CI50 doit être déterminée pour trouver l'inhibiteur le plus puissant.

la date de réponse	18 janv. 2022
langue originale	Anglais
L'institution diplômante	Universite de Namur
Superviseur	Johan Wouters (Promoteur) & Megane Van Gysel (Copromoteur)