C2TAC - Dégradation ciblée par PROTAC de PI3KC2α et PI3KC2β pour décrypter leur rôle dans la biologie des mégacaryocytes et des plaquettes

Les mégacaryocytes (MK) sont des cellules de la moelle osseuse qui se différencient à partir des cellules souches hématopoïétiques par un processus unique de polyploïdisation et de remodelage membranaire, aboutissant à la production des plaquettes, effecteurs cellulaires de l'hémostase. Notre équipe et d'autres ont montré que la PI3-kinase de classe II C2α (PI3KC2α) est un régulateur clé de la dynamique membranaire et granulaire des plaquettes, et que son inhibition pharmacologique représente une stratégie antithrombotique prometteuse qui, contrairement aux antiplaquettaires actuels, pourrait ne pas augmenter le risque hémorragique (1-6). Cependant, les inhibiteurs pharmacologiques ne bloquent que l'activité catalytique, laissant intactes les fonctions d'échafaudage (scaffold) de la protéine. Par ailleurs, le rôle mécanistique de son paralogue PI3KC2β reste mal compris dans les MK et les plaquettes. Ce projet, C2TAC, propose de dépasser ces limites en utilisant la technologie PROTAC (PROteolysis TArgeting Chimera) (7,8), qui détourne le système ubiquitine-protéasome pour dégrader la protéine cible dans son intégralité plutôt que de simplement inhiber son activité. À partir des inhibiteurs de PI3KC2α et PI3KC2β développés par le laboratoire de Marc Nazaré (9-12), des dégradeurs PROTAC seront conçus pour cibler sélectivement PI3KC2α et/ou PI3KC2β, une stratégie chimique particulièrement adaptée aux cellules primaires humaines, difficilement modifiables génétiquement. Le doctorant concevra et synthétisera une chimiothèque de constructions PROTAC bivalentes, à partir des rationnels communs et des structures cristallographiques (rayons X) disponibles en interne. Ce travail sera suivi d'un criblage et d'une caractérisation de la puissance, de la sélectivité et de la cinétique des dégradeurs PROTAC dans des modèles cellulaires, puis de leur application à la lignée humaine immortalisée de mégacaryocytes (imMKCL) (13) ainsi qu'à des MK et plaquettes primaires issus d'échantillons humains et murins, permettant ainsi de comparer un système cellulaire amplifiable à des modèles physiologiquement pertinents. Les PROTACs sélectifs d'isoforme permettront une dissection fonctionnelle des contributions individuelles et redondantes de PI3KC2α et PI3KC2β à la maturation des MK, à la dynamique membranaire et granulaire, ainsi qu'à la production, l'activation des plaquettes et leur interaction avec les cellules endothéliales. Les phénotypes obtenus seront également comparés à ceux induits par les inhibiteurs catalytiques, afin de révéler d'éventuelles fonctions dépendantes de l'échafaudage, inaccessibles à l'inhibition pharmacologique seule. Au-delà de son intérêt fondamental pour la biologie plaquettaire, ce projet interdisciplinaire, associant chimie (Berlin) et biologie cellulaire/vasculaire (Toulouse), permettra de générer des outils chimiques inédits (first-in-class) à potentiel translationnel pour une nouvelle classe d'agents antithrombotiques, et formera le doctorant à l'interface de la biologie chimique et de l'hématologie. École doctorale : BSB - Biologie, Santé, Biotechnologies Direction : Sonia SEVERIN Financement : MSCA COFUND BEST