Octobre 2014 - Pharmacie - Aix Marseille Université

12ème Journée de la Recherche
de la Faculté de Pharmacie de Marseille
Aix-Marseille Université – Faculté de Pharmacie – 27 bd Jean Moulin – CS 30064 - 13385 Marseille cedex 05 - France
Tél. : +33 (0)4 91 83 55 00 - Fax : +33 (0)4 91 80 26 12 - www.pharmacie.univ-mrs.fr
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de la Faculté de Pharmacie de Marseille
JOURNEE DE LA RECHERCHE
9 octobre 2014
Cher(e)s Ami(es),
Nous vous adressons ci-après le programme de la Journée de la Recherche qui se
déroulera le Jeudi 9 Octobre 2014 à la Faculté de Pharmacie.
Nous vous rappelons que cette journée a pour objectifs :
•
•
de sensibiliser les étudiants à la recherche,
de renforcer la communication et les synergies scientifiques autour des axes forts
de la Faculté de Pharmacie.
Nous avons choisi de faire figurer au programme de cette journée :
•
•
•
une présentation des Masters affiliés à la Faculté,
une présentation des thématiques de recherche et stages proposés par la Faculté
une session poster/discussion
Nous vous remercions pour votre participation active à cette journée qui représente un
temps fort pour notre Faculté.
Bien amicalement,
Jean-Paul BORG
Vice-Doyen Chargé de la Recherche
Françoise DIGNAT-GEORGE
Doyen
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Programme
14h00 – 14h20 (Amphi 3) – Jean-Paul Borg
o Présentation générale de la Recherche à la Faculté
(axes/thématiques, bilan de la production scientifique récente)
o Présentation des Masters affiliés à la Faculté
14h20 – 15h40 (Amphi 3)- Présentation des thématiques de recherche et équipes
de la Faculté (10 min/présentation)
o Chimie Pr Thierry Terme
o Biodiversité et écologie marine Dr David Berge-Lefranc
o Transporteurs membranaires, Chimiorésistance et Drug-design
Dr Jean-Marie Pagès
o Maladies infectieuses et tropicales Pr Jean-Marc Rolain
o Infections parasitaires Pr Renaud Piarroux
o Endothélium, pathologies vasculaires et cibles thérapeutiques (VRCM) Pr
Françoise Dignat-George
o Centre de Recherche en Oncologie biologique et Oncopharmacologie
(CRO2) Dr Stéphane Honoré/Dr. François Devred
o Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille (CRCM)
Pr Jean-Paul Borg
15h40 – 16h25 (Amphi 3) - Présentations scientifiques par des étudiants de la
Faculté (présentation : 10min – discussion :5 min)
- Florent Correard (CRO2) - Synthèse de nanoparticules d’or par ablation laser en
milieu aqueux: évaluation de l’innocuité et de l’identité biologique en vue
d’applications médicales.
- Philippe Garrigue (VRCM) - Caractérisation d’un modèle rongeur d’AVC par
imagerie fonctionnelle isotopique et évaluation des effets d’une thérapie par
progéniteurs endothéliaux circulants prétraités à l'érythropoïétine.
- Aurélien Stutzmann (UMR-MD1) - Synthesis and microbiological study of
potential efflux pump inhibitors in Gram negative bacteria.
16h25 - 18h00 (Grand Hall)
Discussion devant les posters autour d’un gouter
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UMR INSERM 1076
Aix-Marseille Université
Vascular Research Center of Marseille
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CD146 deficiency leads to accelerated atherosclerosis in mice
Muriel G. Blin, Samantha Fernandez, Karim Fallague, Stéphane Robert, Benjamin Guillet,
Marcel Blot-Chabaud, Françoise Dignat-George and Aurélie S. Leroyer.
Vascular Research Center of Marseille (VRCM), UMR_S 1076, Inserm; Aix-Marseille
Université, 13385 Marseille, France
Objective --Atherosclerosis is a chronic inflammatory disease of the large vessels, which
could lead to acute ischemic events that make this disease one of the leading causes of death
worldwide. The progression of the atherosclerosis is based in part on the continued
recruitment of leukocytes in the inflammatory wall. The well described role of CD146 in
leukocyte infiltration in vitro suggests a role for this endothelial junction molecule in the early
stages of the formation of atherosclerotic plaques. However, the involvement of CD146 in
both the inflammatory recruitment and the development of atherosclerosis has not been
elucidated.
Methods and Results --To investigate the role of CD146 deficiency in atherosclerosis plaque
formation, CD146 knocked-out (KO) mice were bred with ApoE KO mice. ApoE KO and
double KO mice were fed a high-fat Western diet for 24 weeks and were assessed in real time
for aortic wall thickness using high frequency ultrasound. We observed a trend to accelerated
atherosclerosis in double KO mice compared to WT although mice weights and total
cholesterol plasma levels were similar between the two groups of mice. After 24 weeks of
Western diet, the arterial wall thickness was significantly higher in CD146 deficient mice
(0.19±0.01mm vs 0.27±0.01mm; p=0.012) and there was a significant 47 % increase
(p=0.015) in total aortic lesion area, evaluated by histological oil red coloration. In addition,
we observed a maladaptive immune response in double KO mice since the circulating
neutrophiles and monocytes were significantly increased (p=0.008 and p=0.015 respectively)
in the absence of CD146 whereas circulating T lymphocytes were significantly decreased
(p=0.026). In a similar way, splenocytes isolated from double KO mice contained
significantly lower levels of T lymphocytes (28.12±3.5% vs 5.48±3.6%, p=0.002), suggesting
a default of adaptive immunity in the absence of CD146. As a result, plasma levels of proinflammatory cytokines TNF and IL-6 were changed in the double KO mice.
Conclusion --Our results demonstrated the involvement of CD146 in the progression of
atherosclerosis in mice, by processes other than modified lipoprotein uptake. Our data also
suggest that CD146 is involved in the regulation of adaptive immune response and its absence
lead to an inflammatory phenotype, which could influence atherosclerosis plaque fate. Thus,
CD146 should be considered as a potential target for protection against atherosclerosis.
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Caractérisation d’un modèle rongeur d’AVC par imagerie fonctionnelle isotopique
et évaluation des effets d’une thérapie
par progéniteurs endothéliaux circulants prétraités à l'érythropoïétine.
P. Garrigue, L. Giacomino, P. Pisano, F. Sabatier, F. Dignat-George, B. Guillet
Vascular Research Center of Marseille (VRCM), UMR_S 1076, Inserm; Aix-Marseille Université,
13385 Marseille, France
Stroke is a major lead of mortality and morbidity. Upon experimental regenerative therapies,
endothelial progenitor cells (EPCs) have demonstrated a strong potential in preclinical
models. Our team has worked on pretreating EPCs with erythropoietin (EPO), that was found
to dramatically enhance neurological scores late after injection in rats. In this work, we
investigated with µSPECT/CT the benefits of EPO-pretreated EPCs on apoptosis, cerebral
perfusion, brain-blood barrier disrupture, and EPCs homing to injured sites. 250g-male
Sprague-Dawley rats underwent a 1-hour occlusion of the middle cerebral artery under
sevoflurane and 30%-O2 intubation. EPCs were pretreated with EPO (5 IU/mL medium) or
PBS for 12h. One day after surgery, EPCs were labelled with 99mTc-HMPAO, washed twice
with PBS, and injected in caudal vein (ICV) : 20 MBq/5.10^6 EPCs/animal. Multi-pinhole
omoscintigraphy was planned on the nadir of each phenomenon, relying on kinetics we
carried out on previous works: EPCs homing on D+1 (4h after ICV), brain-blood barrier
disrupture on D+2 (20 MBq of 99mTc-DTPA, 30 min after ICV), apoptosis on D+3 (37 MBq of
99mTc-Annexin-V, 90 min after ICV), and cerebral perfusion per-operatory to assess the
quality of the occlusion, then on D+4 and D+15 (20 MBq of 99mTc-HMPAO, 30 minutes after
ICV). Volumes of interest were drawn on reconstructed images around the entire ipsi- and
contro-lateral hemispheres. Results are expressed as means of ipsi/contro ratios (i/c). n=6
per group (PBS-treated rats (CTRL), PBS- or EPO-pretreated-EPCtreated rats (PBS or
EPO). Radiochemical purities (RCP) were checked by thin layer chromatography (TLC)
following a specific protocol for each radio tracer. TLC resulted in 90-98% RCP and specific
activities in 200-370 MBq/ml. During MCAO and before reperfusion, i/c ratio of cerebral
perfusion reached 65±2%. On D+2, DTPA leakage was significantly reduced in PBS
(162±32%) and EPO rats (141±20%) compared to CTRL (259±42%), however no difference
was found between PBS and EPO treated groups. Interestingly, transplanted cells homing
was enhanced in the ipsilateral hemisphere for EPO (131±7% vs 111±6% for PBS), while
apoptosis was lower for EPO (113±2%) compared to PBS (129±8%) and to CTRL
(185±40%). No effect was found on cerebral perfusion at D+4, still at D+15 it was fully
restored for EPO (100±2%), nearly fully for PBS (92±5%), both significantly higher than
CTRL (78±5%). This study highlights the benefits of EPCs pretreatment by EPO on homing,
apoptosis, and cerebral perfusion at day 15, partly explaining the outcome we previously
observed on neurological and behavior scores.
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La toxine urémique, l’acide indole-3 acétique prédit la
mortalité et la survenue d’un événement cardiovasculaire au
cours de l’insuffisance rénale chronique
M. Sallee 1,2, L. Dou 2, C. Cerini 2, S. Poitevin 2, B. Gondouin1,2, N. Jourde-Chiche1,2, P. Brunet1, S. Burtey1,2
1 Néphrologie-Dialyse-Transplantation Rénale, Hôpital Conception, AP–HM, Aix-Marseille Université,
Marseille, France
2 Vascular Research Center of Marseille (VRCM), UMR_S 1076, Inserm; Aix-Marseille Université, 13385
Marseille, France
Introduction : Au cours de l’insuffisance rénale chronique (IRC), il existe une augmentation
du risque cardiovasculaire (CV) qui n’est pas expliquée en totalité par les facteurs de risque
CV classiques. Les toxines urémiques sont de bons candidats pour expliquer ce sur risque. Le
but de notre étude est d’étudier l’association des taux sériques d’une toxine urémique
particulière, l’acide indole-3 acétique (IAA), avec la mortalité et la survenue d’un événement
CV chez des patients porteurs d’une IRC.
Patients et méthodes. Un total de 120 patients porteurs d’une IRC de tous stades a été inclus
dont 73 patients en hémodialyse chronique. Au début de l’étude, les taux sériques IAA ont été
mesurés. La cohorte a été divisée en deux en fonction de la médiane des taux d’IAA. Nous
avons recueilli de manière prospective la mortalité et/ou la survenue d’un événement CV
(coronaropathie, ischémie critique des membres et/ou accident vasculaire cérébral).
Résultats. Sur 1100 jours de suivis, 29 patients sont morts et 35 ont été victimes d’un
événement CV. L’analyse de Kaplan Meier montre que la mortalité et les événements CV
sont significativement plus élevés dans le groupe ayant des taux d’IAA supérieurs à la
médiane (> 3,73µM). Les analyses de Cox multivariées montrent que les taux d’IAA sont
prédictifs de la mortalité et de la survenue d’un événement CV après ajustements sur plusieurs
facteurs (âge, sexe, cholestérol, pression artérielle systolique, tabac, CRP, phosphatémie,
BMI, et albumine). Quand le modèle est ajusté sur le stade d’IRC, les taux d’IAA restent
significativement prédictifs de la mortalité.
Discussion et conclusion. Les taux d’IAA sont prédictifs de la mortalité et des événements
CV dans la population de patients porteurs d’une IRC. L’effet de l’IAA pourrait être expliqué
par l’effet propre de l’IAA sur l’endothélium comme nous l’avons déjà décrit.
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Circulating endothelial cells and progenitors as prognostic
factors during autoimmune thrombotic thrombocytopenic
purpura: results of a prospective multicenter French study.
Widemann A1, Pasero C, Arnaud L, Poullin P, Loundou AD, Choukroun G, Sanderson
F, Lacroix R, Sabatier F, Coppo P, Dignat-George F, Kaplanski G; the ENDO-13 study
group.
Vascular Research Center of Marseille (VRCM), UMR_S 1076, Inserm; Aix-Marseille Université,
13385 Marseille, France
BACKGROUND:
Autoimmune thrombotic thrombocytopenic purpura (AI-TTP) is characterized by an excess of
circulating ultralarge von Willebrand factor (VWF) caused by anti-ADAMTS-13
autoantibodies. Animal studies, however, have shown that endothelial cell activation may
also be an important trigger of AI-TTP.
OBJECTIVES:
To prospectively study circulating biomarkers of endothelial lesion and activation, such as
circulating endothelial cells (CECs), soluble P-selectin (sP-selectin), or VWF, and of
endothelial repair, such as circulating progenitor cells (CPCs) and endothelial progenitor cells
(EPCs), in AI-TTP, in relation to disease severity and prognosis.
RESULTS:
Twenty-two patients were included in this study. CEC (P < 0.01), VWF (P < 0.05) and sPselectin (P < 0.01) levels were significantly increased during crisis, and returned to baseline
levels during remission. Both CEC (P < 0.05) and sP-selectin (P < 0.05) levels were
significantly higher in patients who died or developed neurologic sequelae. CPC levels were
substantially increased during the acute phase of the disease (P < 0.001), and returned to
baseline levels during remission. Among CPCs, EPC levels were also increased during crisis
(P < 0.05) and significantly decreased during remission. Patients who received < 16 plasma
exchanges (PEs) had significantly higher EPC counts (P < 0.05) than those who needed
more numerous PEs to obtain remission, suggesting that initial EPC counts may be
associated with faster endothelial repair.
CONCLUSION:
The profile of circulating endothelial markers shows massive endothelial activation and
repair/remodeling during AI-TTP, and suggests that CECs and EPCs may be promising
prognostic biomarkers of the disease.
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UMR CNRS 7273
Aix-Marseille Université
Institut de Chimie Radicalaire
Laboratoire de Pharmaco-Chimie Radicalaire (LPCR)
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Structure/mutagenicity relationships of original 5-nitroimidazoles
and their links with electrochemical properties
Kévin Neildé[a], Michel De Méo[b], Fanny Mathias [a], Maxime D. Crozet[a], Patrice Vanelle[a]*
[a] Aix-Marseille Univ, CNRS, Institut de Chimie Radicalaire ICR, UMR 7273, Laboratoire de Pharmaco-Chimie
Radicalaire, Faculté de Pharmacie, 27 Bd J. Moulin -CS 30064- 13385 Marseille cedex 05, France.
[b] Aix-Marseille Univ, CNRS, UMR 7263/IRD 237, 13385 Marseille Cedex 05, France.
Email: [email protected] - web page: icr-amu.cnrs.fr/
The 5-nitroimidazole scaffold is well known for its major anti-infectious activities.1
O2N
CH3 Nowadays, the leading drug in the nitroimidazole family is metronidazole used
N
extensively for the treatment of infections caused by protozoa as well as infections
induced by anaerobic bacteria. However, the 5-nitroimidazoles have been found to
OH
possess a high mutagenic activity in prokaryotic microorganisms. Moreover, the
emergence of metronidazole-resistant protozoa is resulting in decreased success with current
therapies. These refractory cases are usually treated with higher doses of metronidazole, which leads
to an increase in the occurrence of side effects.2
In order to study mutagenicity, the synthesized compounds were subjected to Ames test using the
YG1042 Salmonella strain which is very sensitive to 5-nitroimidazole scaffold because of the
overexpressed nitroreductase. Indeed, 5-nitroimidazoles are prodrugs, which must be activated
through the nitro reduction in anaerobic conditions to produce nitroradical anion and nitroso
compounds which are thought to be responsible for DNA damages (DNA adducts mainly).3
N
O
N
O
N
CH3
N
CH3
+e-
O
N
O
N
+e-, 2H+
CH3
N
CH3
-H2O
N
O
N
Nitroso
Nitroradical Anion
Nitro
CH3
N
CH3
+e-, 2H+
N
HO
N
H
CH3
N
CH3
Hydroxylamine
Therefore, variations in the electronic properties of 5-nitroimidazole ring might change their ease to
undergo reduction. Thus, the potential of one-electron transfer reduction measured by cyclic
voltammetry could be an important parameter for the understanding of mutagenicity/structure
relationships.
This work focused on the 4-position of the 5-nitroimidazole ring because it had proven key modifying
the structure-mutagenicity relationship.4 Two series of 4-substituted-5-nitroimidazole were
synthesized, the first possessing sulfone group which proved to be efficient to decrease mutagenic
power 5 and the second with alkyne in order to study the effect of a conjugated and planar
substituent.
O O
S
R1
R2
N
N
O2N
N
CH3
CH3
O2N
CH3
N
CH3
R2 = alkyl, aryl, heteroaryl
18 molecules
R1 = alkyl, aryl, heteroaryl
14 molecules
Mutagenic powers and potentials of one-electron reduction of all synthesized molecules will be
presented and discussed.
References
(1) Crozet, M. D.; Terme, T.; Vanelle, P. Lett. Drug. Des. Discov. 2014, 11, 531.
(2) Schwebke, J. R.; Burgess, D. Clin. Microbiol. Rev. 2004, 17, 794.
(3) Leitsch, D.; Burgess, A. G.; Dunn, L. A.; Krauer, K. G.; Tan, K.; Duchene, M.; Upcroft, P.; Eckmann, L.; Upcroft, J. A. J.
Antimicrob.l Chemother. 2011, 66, 1756.
(4) J. S. Walsh, R. Wang, E. Bagan, C. C. Wang, P. Wislocki, G. T. Miwa, J. Med. Chem. 1987, 30, 150.
(5) M. D. Crozet, C. Botta, M. Gasquet, C. Curti, V. Rémusat, S. Hutter, O. Chapelle, N. Azas, M. De Méo, P. Vanelle, Eur. J.
Med. Chem. 2009, 44, 653.
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Pd-catalyzed one-pot sequential cross-coupling
of 2,4-dibromo-5-nitroimidazole
Fanny Mathias [a], Kévin Neildé[a], Youssef Kabri[a], Maxime D. Crozet[a], Patrice Vanelle[a]*
[a] Aix-Marseille Univ, CNRS, Institut de Chimie Radicalaire ICR, UMR 7273, Laboratoire de Pharmaco-Chimie
Radicalaire, Faculté de Pharmacie, 27 Bd J. Moulin -CS 30064- 13385 Marseille cedex 05, France.
Email: [email protected] - web page: icr-amu.cnrs.fr
Metronidazole, as the leading drug in the 5-nitroimidazole family, is one of the most versatile
antibiotics targeting protozoa such as Giardia lamblia, Trichomonas vaginalis, Endamœba hystolitica
and anaerobic bacteria including Helicobacter pylori, Clostridium difficile and Bacteroïdes fragilis.
However the emergence of metronidazole-resistant pathogens is resulting in decreased
success with current therapies. These refractory cases are usually treated with higher doses of
metronidazole, which leads to an increase in the occurrence of side effects and to treatment failure.2
Different mechanisms which were not fully understood were involved in the 5-nitroimidazole
resistances.3 Hopefully, structural modifications of positions 2 and 4 in the imidazole ring proved to
change anti-infectious activity and resistance profils.4 Therefore, rapid access to new 2,4 substituted
5-nitroimidazoles could enlighten the understanding of the structure-activity relationships but also
the resistance mechanism.
We present herein a general operating procedure for the rapid and efficient synthesis of 2,4
subsituted 5-nitroimidazole starting from 2,4-dibromo-1-methyl-5-nitro-1H-imidazole using selective
Suzuki cross-coupling, followed in a sequential one pot process by another Suzuki or Sonogashira
cross-coupling.
R1
R2 B(OH)2
Br
O2N
N
PPh3
R1 B(OH)2
N
Br
N
O2N
R3
Pd(OAc)2
Na2CO3
MeOH, 60°C
N
R2
R1
N
PPh3
Et3N
O2N
N
R3
The structure of synthesized 5-nitroimidazoles and the methodologies employed will be
reported and discussed.
References
(1) Crozet, M. D.; Terme, T.; Vanelle, P. Lett. Drug. Des. Discov. 2014, 11, 531.
(2) Schwebke, J. R.; Burgess, D. Clin. Microbiol. Rev. 2004, 17, 794.
(3) Leitsch, D.; Burgess, A. G.; Dunn, L. A.; Krauer, K. G.; Tan, K.; Duchene, M.; Upcroft, P.; Eckmann, L.; Upcroft, J. A. J.
Antimicrob.l Chemother. 2011, 66, 1756.
(4) Miyamoto, Y.; Kalisiak, J.; Korthals, K.; Lauwaet, T.; Cheung, D. Y.; Lozano, R.; Cobo, E. R.; Upcroft, P.; Upcroft, J.
A.; Berg, D. E.; Gillin, F. D.; Fokin, V. V.; Sharpless, K. B.; Eckmann, L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A 2013, 110, 17564.
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4,5-Dimethoxybenzene derivatives inhibitor of rhinovirus 14 infection :
Synthesis, biological activity and structure-activity relationship.
Manon Roche,a Céline Lacroix,b Omar Khoumeri,a David Franco,b Johan Neyts,b** Thierry Terme,a
Pieter Leyssen,b and Patrice Vanellea*
a
Aix-Marseille Univ, Institut de Chimie Radicalaire UMR 7273 CNRS 27, Boulevard Jean Moulin Marseille, France
b
Laboratory of Virology and Experimental Chemotherapy, Rega Institute for Medical Research, KU Leuven, Leuven, Belgium
∗ Corresponding author for chemistry. Tel.: +33-4-91835580; fax: 33-4-91-79-46-77; e-mail: [email protected]
∗∗ Corresponding author for biology. Tel.: +32-16-332883; fax: +33-16-337340; e-mail: [email protected]
Human rhinoviruses are a common cause of respiratory infections, and thus constitute an important
target for medicinal chemistry. A first screening at the Rega Institute for Medical research of our
chemical library, allowed showing antirhinoviral activity of di benzenic structures. A
pharmacomodulation program has been developed around these results1. Structural analogues were
synthesized by an original synthesis method, i.e. through one organic agent
Tetrakis(DimethylAmino)Ethylene (TDAE).
C-2 : one groupment
necessary for interaction
NO 2 as potent groupment ?
MeO
Isosteric and bioisosteric remplacement
sudy
NO2
OH
Extension of substitution work
MeO
R
4,5-dimethoxybenzene :
most potent position of OMe
C-4 substitution increase in vitro activity
Lipophilic groupment ++
Secondary alcohol function ++ R = NO2, CN, CF3, F, phenyl
first rigidifications not probent
Extension of C-4 substitution work
To date, the 4-(1-hydroxy-2-(4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl)ethyl)benzonitrile (LPCRW_0005) was
identified as the most potent and selective inhibitor of rhinovirus replication (EC50 of 2 ± 0.5 μM,
CC50 of 184 µM, selectivity index of 92).We report herein the exploration of the Structure Activity
Relationship of this new class of compounds as capsid binder with potent and specific in vitro antirhinoviral 14 activity2.
1
Roche, M.; Lacroix, C.; Khoumeri, O.; Franco, D.; Neyts, J.; Terme, T.; Leyssen, P.; Vanelle, P. Eur. J. Med.
Chem . 2014, 76, 445
2
Lacroix, C; Querol-Audí, J.; Roche, M.; Franco, D.; Froeyen, M.; Guerra, P.; Terme, T.; Vanelle, P.;
Verdaguer, N.; Neyts, J.; Leyssen, P. A benzonitrile analogue inhibits rhinovirus replication. J. Antimicrob.
Chemother. 2014, accepted.
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UMR INSERM 911
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Centre de Recherche en Oncologie Biologique
et Oncophamacologie (CRO2)
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Centre de Recherche en Oncologie biologique et Oncopharmacologie
(CRO2, U911 INSERM, Aix-Marseille Université).
L’Unité INSERM 911 a été créée afin d’associer dans la même structure l’ensemble des équipes de
recherche du Campus Santé Timone travaillant dans le domaine de la cancérologie. La proximité du
Campus Santé Timone (UFR de Médecine et UFR de Pharmacie) avec les services hospitaliers
d’oncologie de l’AP-HM, ainsi que l’implication de nombreux hospitalo-universitaires dans les travaux
des diverses équipes du CRO2 ont permis de renforcer les études fondamentales en oncologie par un
versant clinique. Cette recherche dite « transversale », potentialisée par la pluridisciplinarité des
membres du CRO2 (spécialistes d’organes, pharmacologues, biologistes, biochimistes et
biophysiciens…), permet ainsi des études « from bench to bed » et vice-versa. La recherche du CRO2
est soutenue activement par les plateformes performantes de protéomique (contact resp. Daniel
Lafitte, labellisée IBISA au sein de MaP) et de pharmacologie (contact resp. Bruno Lacarelle,
agréement COFRAC), ainsi que par les plateaux techniques de cryométrie de flux et de microscopie.
Cet ensemble représente quelques 55 chercheurs/enseignants-chercheurs/hospitalo-universitaires,
ainsi que 40 ingénieurs et techniciens. Une quarantaine d’étudiants (M2 et doctorants) de formation
initiale différente (biologie, médecine, pharmacie) et plusieurs post-doctorants participent aux
travaux du CRO2. Le CRO2 est actuellement formé de 4 équipes. Les travaux développés au sein de la
Faculté de Pharmacie sont portés par les équipes 1 et 2
Equipe 1 : Communications microtubules-mitochondries : implications en oncopharmacologie.
Responsable Diane BRAGUER (PU-PH)
Les membres de l’équipe 1 possèdent une double expertise, à la fois sur les propriétés dynamiques
des microtubules et sur la signalisation mitochondriale. Grâce à divers partenariats industriels, nous
disposons de plusieurs nouvelles molécules anticancéreuses en développement, dont nous précisons
le mécanisme d’action. Ces médicaments sont aussi de précieux outils pharmacologiques pour
appréhender le rôle du cytosquelette microtubulaire et du réseau mitochondrial dans la progression
tumorale et la réponse au traitement. Notre projet inclut également un pan de recherche
translationnelle en oncopédiatrie suite à l’émergence de la chimiothérapie métronomique (petites
doses chroniques), et en neuro-oncologie grâce à l’expertise de l’équipe 4 du CRO2. Nos travaux sont
soutenus par plusieurs contrats industriels (Institut Pierre Fabre, Basilea Pharmaceutica, Trophos…),
des collaborations nationales et internationales (Australie, Pays Bas, Suisse, Italie, Etats-Unis) et des
programmes de recherche nationaux et européens (SYN2001, Pôle de compétitivité Biorézo ;
Mitotarget 7èmePCRD ; et Lasernanobio ANR 2010 -2013).
Thème 1 : Evaluation de l’efficacité de nouveaux médicaments et schémas de traitements
Thème 2 : Recherche de biomarqueurs prédictifs de la réponse à la chimiothérapie.
Equipe 2 : Microenvironnement Redox, Cytosquelette et Progression tumorale
Responsables : Hervé Kovacic (PU) et Vincent Peyrot (PU).
L’homéostasie redox extracellulaire joue un rôle régulateur important dans les interactions
cellule/microenvironnement. Elle se trouve altérée lors du développement tumoral. Il en résulte une
modification de la fonctionnalité de protéases, facteurs solubles et protéines de la matrice
extracellulaire qui favorise l’agressivité du développement tumoral. Nos travaux visent à comprendre
l’impact de l’homéostasie redox sur l’évolution métastatique des tumeurs, ainsi que sur la réponse
aux traitements anticancéreux. Notre équipe possède une expertise avancée en biologie cellulaire,
biophysique moléculaire et cellulaire, imagerie ; et développe actuellement un axe expérimental
préclinique et clinique en association avec le service d’oncologie digestive de l’AP-HM (Pr. J.F. Seitz).
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L’ensemble de ces travaux, supportés par différents contrats (ANR, INCA, ARCUS, ARC), est
développé dans le cadre de différentes collaborations nationales et internationales (Espagne, Brésil,
Tunisie).
Thème 1 : Homéostasie redox, progression métastatique colorectale et migration tumorale.
Thème 2 : Potentialité thérapeutique et pronostique de la modulation redox en cancérologie
Deux équipes de recherche sont par ailleurs situées à la Faculté de Médecine de Marseille :
Equipe 3 : Progression tumorale et immunothérapie expérimentale.
Responsables : Dominique LOMBARDO (DR1 INSERM) et Jean-Paul BERNARD (PU-PH)
Equipe 4 : Angiogenèse, invasivité et microenvironnement tumoral.
L’Houcine OUAFIK (PU-PH) et Dominique FIGARELLA-BRANGER (PU-PH)
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Interaction Tau/tubuline : Rôle des modifications post-traductionnelles
dépendantes de l’oxydation.
Pascale Barbier, Gille Breuzard, François Devred, Soazig Malesinski, Diane Allegro, Hervé Kovacic and
Vincent Peyrot.
Centre de Recherche en Oncologie Biologique et Oncopharmacologie (CRO2), INSERM
UMR 911, Faculté de pharmacie, Aix-Marseille Université, France.
Daniel Lafitte, Claude Villard, Lina Sellami.
Plateforme Protéomique du CRO2, PIT2, MAP, Faculté de Pharmacie, Aix-Marseille
Université, France.
La protéine Tau est une protéine associée aux microtubules (MAP) dont la fonction est de
promouvoir l’assemblage de la tubuline en microtubule et de les stabiliser. Les cellules eucaryotes
peuvent exprimer de façon différentielle six formes de protéines tau et cette expression est
spécifique du développement et des tissus. Les protéines Tau diffèrent principalement au niveau de
leur partie C-terminale impliquée dans la liaison aux microtubules. Cette liaison est régulée par
phosphorylation mais Tau peut subir d’autres modifications post-traductionnelles comme des
clivages, des nitrations, glycosylations, ubiquitination,… et des carbonylations. L’augmentation du
stress oxydatif semble être associée à la tumorogénèse. Les espèces réactives de l’oxygène (ERO)
sont capables de modifier de manière irréversible les lipides, les sucres, l’ADN et les protéines et
perturbent alors leurs fonctions physiologiques. Plus particulièrement, l’oxydation des protéines par
les ERO provoque une modification des cystéines et la carbonylation des lysines, arginines,
thréonines et prolines. La protéine Tau contient dans sa séquence deux cystéines et plus de 30 %
d’acides aminés carbonylables. Cette protéine fait partie de la famille des protéines qui ne possède
pas à l’état natif de structure secondaire ce qui rend les acides aminés hautement accessibles aux
carbonylations qui doivent alors avoir des conséquences importante dans la dérégulation de sa
fonction régulatrice du cytosquelette microtubulaire et perturber ainsi le cycle cellulaire. Après
oxydation de la plus grande isoforme de la protéine tau recombinante par un agent oxydant (H2O2,
HOCl), nous essayons de déterminer :
1.
2.
3.
Quels sont les acides aminés de la protéine modifiés par l’oxydation en utilisant une
approche de protéomique.
Quelles sont les conséquences de ces modifications sur la structure (apparition de structure
secondaire, agrégation, …) et sur sa fonction de ce cette protéine (formation des
microtubules et leur stabilisation).
Quel est le rôle de la carbonylation de la protéine Tau dans le contexte cellulaire en
modulant l’état oxydatif cellulaire en régulant les NADPH oxydase, principales productrices
d’ERO cellulaires. Dans ce contexte nous détectons par imagerie cellulaire (FRET, FRAP)
l’interaction tau/microtubules.
Collaborations : 1. Ganesh Sockalingum, Unité M,EDyC, UMR CNRS 6237 (Reims); 2. Ludovic Richert
and Yves Mely LBP, UMR CNRS 7213 (Strasbourg); 3. Lotfi Ferhat, NICN, CNRS-UMR 6184 (Marseille)
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Advanced web tool for ITC data analysis:
solving complex molecular interactions implicated in cancer
Philipp Tsvetkov1,2, Pascale Barbier1, Soazig Malesinski1, Vincent Peyrot1, François Devred1
1
Aix-Marseille Université, Inserm, CRO2 UMR_S 911, Faculté de Pharmacie, 13385, Marseille, France
2
Institute of General Pathology and Pathophysiology, RAMS, 125315, Moscow, Russian Federation.
Microtubular cytoskeleton is a highly dynamic network of tubulin polymers which
plays an important role in numerous vital cell processes such as intracellular transport,
migration and cell division. Its dynamic is tightly controlled by regulatory proteins referred
as microtubule associated proteins (MAPs) such as tau and stathmin. In anticancer
therapies microtubule dynamic is also the target of a large family of drugs called
microtubule targeting agents (MTAs). Since MAPs and MTAs both target microtubules
and regulate their dynamics, it is not surprising to observe a strong interplay between
them. Indeed in cancer cells, overexpression of MAPs has been shown to modulate
MTAs efficiency both in vitro and in vivo. Since this interplay has consequences in
therapy with MTAs, it is crucial to understand the tubulin-MTA-MAP interactions at the
molecular level.
Isothermal titration calorimetry (ITC) is a powerful method which enables to
determine all the thermodynamics parameters of a molecular interaction in solution. One
of the critical steps in ITC analysis is to use the appropriate binding model to fit
experimental data. Thus to study the interplay between tubulin, MTAs and MAPs by ITC
we need to develop new models which take into account tubulin polymerization. In the
frame of FIT project (Marie Curie program) we are developing a web tool that will allow
us to develop new binding models and fit complex ITC experimental data. This tool will
also offer researchers data management and collaborative features.
Considering that ITC is also widely used in drug design and screening, the
creation of such tool is of great value not only for fundamental research, but also for
applied pharmaceutical projects.
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NADPH oxidase as a target to control pathological cell motility
Mohamed Mousslim1, Alessandra Pagano1, Nicolas Andreotti2, Marcel Culcasi3, Sylvie Thuault1,
Fabrice Parat1, José Luis1, Amine Sadok1, Sylvia Pietri3, Jean Marc Sabatier2, Hervé Kovacic1
1
Aix-Marseille Université, INSERM UMR 911 CRO2, Equipe Microenvironnement redox, cytosquelette et progression
tumorale, Faculté de Pharmacie, Marseille, France.
2
Aix-Marseille Université, INSERM UMR 639, Equipe peptides synthétiques, Parc Scientifique de Luminy, Marseille, France
3
Aix-Marseille Université, CNRS UMR 7273, Equipe Sondes Moléculaires en Biologie et Stress Oxydant, Institut de Chimie
Radicalaire, Marseille, France
NADPH oxidase 1 (Nox1) is expressed mainly in colon epithelial and vascular smooth muscle cells to
produces superoxide ions as a primary function. We previously showed that Nox1 knockdown
inhibits directional persistence of migration on collagen I by inducing a RhoA-dependent
alpha2/alpha3 integrin switch. In this model, Nox1 would represent a switch between random and
directional migration through RhoA-dependent integrin cell surface expression modulation. Nox1
inhibitor would then prevent cell motility in pathological conditions such as cancer and atheroma.
We screened a set of peptides with putative anti-oxidant capability on their ability to inhibit Nox1
dependent superoxide production. Superoxide ion production was evaluated by lucigenin
chemiluminescence and electronic paramagnetic resonance spin-trap DEPMPO. We identified NF02
as a peptide decreasing Nox1 dependent superoxide production in colorectal cancer cells and in
Nox1 overexpressing HEK cells (IC50= 6µM). NF02 does not inhibit xanthine oxidase superoxide
production in vitro excluding a non specific antioxidant activity. In addition, NF02 does not present
any cytotoxic activity up to 100µM in different colorectal cancer cell lines. Evaluation of NF02 on cell
motility was performed by wound assay and 3D collagen gel assay. NF02 compared to control
peptide (NF01) inhibit wound recovery and migration in 3D collagen gel. The specificity of NF02 over
the five NADPH oxidase catalytic subunit homologs (Nox1-Nox5) is currently under investigation.
These results suggest that NADPH oxidase inhibition represent a good target to inhibit cell motility.
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QUANTITATIVE ANALYSIS OF MAP-MICROTUBULE INTERACTIONS USING FRET
AND FRAP IMAGING
Gilles Breuzard*, Roqiya Nouar, Diane Allegro, François Devred, Pascale Barbier, Vincent Peyrot
Centre de Recherche en Oncologie Biologique et Oncopharmacologie (CRO2), INSERM UMR 911,
Faculté de pharmacie, Aix-Marseille Université, France.
* Tél : (+33)4.91.83.55.26 ; courriel : [email protected]
Several neurodegenerative and cancer pathologies directly implicate microtubule-associated
proteins (MAP) tau and stathmin. Their well-known functions are respectively to stabilize or
depolymerize microtubules (MTs) [1, 2]. However, details of their interaction with MTs remain
unclear, likely due to the difficulty to investigate MAP-MT complexes in cells. For 4 years, we
explored the spatio-temporal distribution of MAP-MT interactions using quantitative FRET (Förster
Resonance Energy Transfer) and FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleaching) analysis by
confocal imaging. These approaches were performed in cells following two MAP labeling strategies:
either cells expressed the couple tau/tubulin fused to fluorescent proteins (EGFP and mCherry), or
stathmin and tubulin proteins were immunostained (FITC and TRITC).
First, we succeeded in demonstrating a specific interaction between tau and MTs
characterized by FRET hotspots along MTs. Focusing on single MTs in cells, time-lapse sequences of
FRET showed that (1) hotspots were regularly spaced along MT with a 0.4 µm-periodicity and (2)
recovery of MT assembly was supported by the appearance of a hotspot. Moreover, FRAP
experiment revealed dynamic binding between free and MT-interacting tau following a twocomponent diffusion model. This specific tau-MT interaction would be originated from either a
greater recruitment of tau or a spatial rearrangement of the tau-MT complex leading to regulate the
MT dynamic instability.
Second, we showed that the stathmin-tubulin/MT interaction was observed both as FRET
hotspots at the plus-end of MTs and surprisingly upon MTs. To confirm our observations, we
examined the influence of stathmin phosphorylation on three serine amino-acids (Ser16, 25 and 38).
For Ser16-phosphorylated stathmin, no FRET hotspot was observed in cells indicating the absence of
stathmin-MT interaction, a result in accordance with previous ones reported in vitro [3]. Moreover,
the interactions of Ser25- and Ser38-phosphorylated stathmins with MT were mainly distributed
along MT.
In conclusion, we provide critical details about the specific interaction between tau or
stathmin and MT necessary for their function as MAPs. Using FRET and FRAP methods, we were able
to monitor and quantify the MAP-MT interactions in the complex environment of the cell cytoplasm.
Other works are in progress to demonstrate how microtubule-targeting agents such as taxol and
post-translational modifications of tubulin such as acetylation are going to affect both MAP-MT
interaction and MAP functions.
[1] Weingarten MD, Lockwood AH, Hwo SY and Kirschner MW. PNAS (1975) 72, 1858-1862.
[2] Belmont LD and Mitchison TJ. Cell (1996), 84:623-631.
[3] Larsson N, Marklund U, Gradin HM, Brattsand G and Gullberg M. Mol Cell Biol (1997) 17(9):5530-9.
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Développement de strategies métronomiques: application à la modulation de
l’efficacité de la gemcitabine chez la souris porteur de neuroblastome:
Etude METROGEM
Aurélie Lombard
SMARTc Pharmacokinetics unit. UMR S-911 CRO2 AMU Marseille France
Les approches métronomiques (administration pulsatile de microdoses d’anticancéreux avec peu ou
pas de pauses thérapeutiques) constituent une stratégie en plein essor, permettant notamment de
réduire l’incidence des effets secondaires de la chimiothérapie tout en offrant de nouvelles
perspectives thérapeutiques en termes d’effets pharmacologiques comme un impact sur la néoangiogénèse tumorale, un effet déplétif sur le micro-environnement tumoral ou encore l’immunostimulation.
Nous avons évalué les benefices de la mise en place d’une administration métronomique sur un
modèle animal porteur de neuroblastome humain et traité par la gemcitabine. La lignée humaine GIME-N a été transfectée avec un lentivirus afin de lui conférer un statut LUC+ permettant un suivi de
l’évolution des masses tumorales par imagerie en bioluminescence. Quarante souris swiss nude ont
par la suite été gréfées par voie sous-cutannée avec 120 000 cellules, puis réparties de façon
aléatoire en 4 groupes: contrôle, gemcitabine standard (100 mg/kg hebdomadaire pendant 1 mois),
MetroGem- 1 (1 mg/kg/j pendant 1 mois) et MetroGem-2 (0.5 mg/kg/j pendant 1 mois). La
gemcitabine standard était injectée par voie intra-péritonéale, tandis que la gemcitabine
métronomique (MetroGem) était administrée en continu à l’aide d’une pompe osmotique. Le critère
de jugement principal était la réponse (reduction de la masse tumorale primaire). Les animaux
étaient monitorés pendant les 4 semaines de traitement, puis jusqu’à 90 jours après la xénogreffe
initiale. Les résultats ont montré que la gemcitabine standard n’exerçait aucune efficacité sur notre
modèle de neuroblastome (-16%, n.s.), aucune difference significative n’étant objectivée avec les
animaux contrôle sur la masse tumorale primaire à l’arrêt du traitement, ni après la période
d’observation post-traitement. A contrario, la gemcitabine administrée selon un protocole
métronomique (1 et 0.5 mg/kg/j) a permis une reduction significative (-60% et -75% respectivement,
p< 0.05, Anova) de la croissance tumorale à l’arrêt du traitement. De façon notable, ce contrôle
significatif sur la croissance tumorale s’est maintenu après l’arrêt du traitement, et ce jusqu’à 90
jours, date de la cloture de l’expérimentation (p<0.05). Des données in vivo en imagerie par
fluorescence suggèrent que la reduction de la densité vasculaire de la tumeur primaire dans les
groups MetroGem pourrait expliquer ce contrôle de la croissance tumorale. Nos données semblent
indiquer que les modes d’administration métronomiques pourraient restaurer une efficacité
antiproliférative sur des modèles initialement chimio-résistants comme le neuroblastome.
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Evaluation biologique de complexes dendrimères-paclitaxel
Florian Correarda,b, Marie-Anne Estèvea,b, Myriam Royc, Vincent Terrassonc, Tarek Baatia, Claude Villarda, Marc
Gingrasc, Diane Braguera,b
a
Aix Marseille Université, INSERM, CRO2 UMR_S 911, 13385 Marseille, France
b
APHM, Hôpital Timone, 13385 Marseille, France
c
Aix Marseille Université, CNRS, CINaM UMR 7325, 13288 Marseille Cedex 9, France
Introduction: Les nanotechnologies offrent de nouvelles perspectives pour la prise en charge thérapeutique du
cancer. La plupart des nanoparticules développées de nos jours sont constituées de deux parties : l’une est la
nanoparticule elle-même qui servira de vecteur pour l’agent thérapeutique qui constitue la deuxième partie du
complexe. La caractéristique principale des nanoparticules est leur taille nanométrique qui leur confère la
possibilité de s’accumuler dans la tumeur via l’effet EPR (Enhanced Permeability and Retention effect). Parmi
les nanoparticules organiques, les dendrimères sont des macromolécules avec une structure similaire à un arbre
qui permet de contrôler le couplage et la libération des principes actifs. Le paclitaxel est un agent anticancéreux
qui cible les microtubules. Il est utilisé pour la prise en charge des cancers gynécologiques et pulmonaires. Son
manque de solubilité en milieu aqueux impose l’utilisation d’un excipient toxique pour l’homme dans sa
formulation (Cremophor EL). Afin de s’affranchir de ces problèmes, nous avons synthétisé et évalué les
propriétés anticancéreuses de deux complexes paclitaxel-dendrimères.
Matériel et Méthodes: L’innocuité des dendrimères (VT 145 and AT 40) et l’activité anticancéreuse des
complexes dedrimère-paclitaxel (VT 153 and SMI 92) ont été testées sur des lignées de cellules cancéreuses
humaines (SK-N-SH, U87-MG, et A549) par un test de survie cellulaire (MTT) sur des modèles de culture 2D et
3D. Les effets des complexes dendrimère-paclitaxel sur le réseau microtubulaire ont été visualisés par
microscopie à fluorescence. Le paclitaxel libéré à partir des complexes a été mesuré par spectrométrie de masse.
Résultats et Discussion: L’innocuité des dendrimères VT145 et AT 40 a été démontrée par l’absence
d’altération de la survie cellulaire et du réseau de microtubules. L’activité anticancéreuse des complexes
dendrimères-paclitaxel a été mise en évidence sur des modèles de culture 2D et 3D de cellule de cancer (IC50 ~
45 nM). De plus, le couplage du paclitaxel aux dendrimères n’entraine pas d’altération des propriétés
pharmacologiques du paclitaxel sur le réseau de microtubules (formation de bundles). Il semble que l’activité du
paclitaxel libéré à partir des dendrimères soit décalée dans le temps par rapport au paclitaxel. Le décalage
d’activité est probablement lié au temps nécessaire aux enzymes intracellulaires pour cliver la liaison
dendrimère-paclitaxel et libérer le paclitaxel actif. La stabilité des complexes a été étudiée et seulement 10% du
paclitaxel est libéré à 72 heures pour VT 170 et SMI 92.
Conclusion: Les résultats obtenus au cours de cette étude in vitro ouvrent les perspectives pour une étude in vivo
de l’innocuité des dendrimères seuls et de toxicité des complexes dendrimères-paclitaxel.
Ce travail a pu être conduit grâce aux financements par L’agence nationale de la recherche (ANR) Lasernanobio, DGOS
(SIRIC label) INCa-DGOS-Inserm 6038, A*MIDEX « Investissements d’Avenir » et le programme INCaMathPhysiqueCancer.
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Synthèse de nanoparticules d’or par ablation laser en milieu aqueux:
évaluation de l’innocuité et de l’identité biologique
en vue d’applications médicales.
F. Correard(1,2), K. Maximova(3), MA. Estève(1,2), M. Roy(4), C.Villard(1) M. Gingras(4),A. Kabashin(3),
D. Braguer(1,2)
1. Aix-Marseille Université CRO2 INSERM UMR 911 Faculté de pharmacie 27 Bd Jean Moulin
CS30064 13385 Marseille cedex 5
2. APHM, CHU Timone, 264 Rue Saint-Pierre, 13385 Marseille cedex 5
3. Laboratoire Lasers, Plasmas et Procédés Photoniques (LP3) CNRS UMR 7341 Marseille
4. Centre Interdisciplinaire de Nanosciences Marseille (CINaM) CNRS UMR 7325 Marseille cedex 9
En raison de leur excellente biocompatibilité, de leur stabilité chimique et de leurs propriétés optiques
prometteuses, les nanoparticules d’or (Au-NPs) font l’objet de recherches intenses en vue
d’application en nanomédecine. Les Au-NPs synthétisées par ablation laser dans des solutions
biocompatibles aqueuses sont de nouveaux objets exempts de tout résidu toxique. Ce travail constitue
une nouvelle étape dans le développement des nanoparticules produites par ablation laser pour une
future utilisation in vivo. Le but de cette étude transdisciplinaire était d’évaluer l’innocuité,
l’internalisation et le comportement biologique des Au-NPs produites dans l’eau, le Polyéthylène
Glycol ou le dextran sur des cellules humaines. Nos résultats ont montré que l’ablation laser permettait
d’obtenir des particules d’or stables et monodisperses quel que soit le solvant utilisé. Par microscopie
électronique, nous avons démontré l’internalisation des 3 types de Au-NPs dans des cellules humaines.
La biocompatibilité et l’innocuité ont été démontrées par étude de la survie et de la morphologie
cellulaires. De plus, l’incubation de ces Au-NPs dans du milieu avec serum a modifié leurs propriétés
physicochimiques (charge et taille). La composition de la couronne protéique ainsi formée à la surface
des Au-NPs a été étudiée par spectrométrie de masse. Au vue de la composition en protéine C3 du
complément et en apolipoprotéines, les Au-NPs produites dans le dextran semblent être les plus
prometteuses comme vecteurs de drogues. Nos résultats, qui mettent en évidence que les Au-NPs
produites par ablation laser sont dépourvues d’effet toxique sur des cellules humaines en culture, font
de ces particules d’excellents candidats pour des applications théranostiques.
Reference : Correard et al, International Journal of Nanomedicine 2014:9 1–16
Financements : ANR Lasernanobio 10Blan 919 03, DGOS (SIRIC label) INCa-DGOS-Inserm 6038, et
A*MIDEX “Investissements d’Avenir” (No. ANR-11-IDEX-0001-02)
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12ème Journée de la Recherche
de la Faculté de Pharmacie de Marseille
La régulation de Nox1 par les calpaïnes : un nouvel outil
pour prédire la résistance des cellules tumorales à l’oxaliplatine ?
Mathieu Chocry, Ludovic Leloup et Hervé Kovacic
INSERM U911, CRO2, 27 boulevard Jean Moulin, 13385 Marseille cedex 5
Le cancer colorectal est devenu un cancer majeur en raison de sa fréquence et de son taux de mortalité.
Les stades avancés sont traités avec différents protocoles de chimiothérapie contenant notamment de
l’oxaliplatine. Cependant le développement de résistances à ces molécules entraine l’échec de ces
traitements, ce qui explique les faibles taux de survie observés pour les cancers métastatiques. Il est
donc crucial de comprendre le mécanisme de résistance à l’oxaliplatine et d’identifier les acteurs
impliqués. Des travaux du laboratoire ont montré que l’efficacité de l’oxaliplatine dans les cellules
tumorales colorectales est dépendante des ROS produits par la NADPH oxydase Nox1 et que cette
dernière est régulée négativement par les calpaïnes. Ces protéases ont été récemment identifiées
comme des actrices de la résistance à l’irinotécan, autre molécule utilisée pour traiter le cancer
colorectal. Nous nous sommes donc intéressés aux rôles joués par les calpaïnes et Nox1 dans le
développement de la résistance à l’oxaliplatine. Dans un premier temps, nous avons sélectionné des
cellules tumorales colorectales résistantes à l’oxaliplatine. L’étude de ces cellules nous a montré que le
développement de la résistance s’accompagne d’augmentations significatives de la production de ROS
dépendante de Nox1 et de l’activité des calpaïnes-1 et -2. Cette dernière n’est pas due à une
augmentation d’expression, il s’agit donc d’une activation de ces protéases. L’inhibition de Nox1 et
des deux calpaïnes n’entraine pas de sensibilisation à l’oxaliplatine des cellules résistantes, mais induit
au contraire une plus forte résistance. Les calpaïnes et Nox1 sont donc nécessaires aux faibles effets
cytotoxiques de l’oxaliplatine sur ces cellules. Nous avons ensuite étudié les régulations existantes
entre Nox1 et les calpaïnes dans les cellules résistantes. Nos résultats montrent que comme dans les
cellules sensibles les calpaïnes sont en amont de Nox1. Cependant cette régulation est inversée dans
les cellules résistantes puisque les calpaïnes régulent positivement l’activité de cette dernière et donc
la production de ROS. Le développement de la résistance induit donc une inversion de la régulation.
Nous avons également réalisé un screening des différentes voies de signalisation afin d’identifier les
voies « allumées » ou « éteintes » dans les cellules résistantes à l’oxaliplatine. Enfin nous avons
commencé une confirmation de ces données sur des modèles 3D (sphéroïdes) plus proches de
l’environnement tumoral. En conclusion, nos données indiquent que, contrairement à ce qui est
observé pour l’irinotécan, les calpaïnes ne sont pas responsables de la résistance à l’oxaliplatine mais
qu’au contraire elles participent aux faibles effets cytotoxiques induits par cette molécule. Nos
données sont très intéressantes car elles mettent en évidence une inversion du type de régulation de
Nox1 par les calpaïnes, régulation négative dans les cellules sensibles et positive dans les cellules
résistantes. Bien que des études complémentaires soient nécessaires, la régulation de Nox1 par les
calpaïnes pourrait donc servir de marqueur prédictif de l’efficacité de l’oxaliplatine.
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Association agents anti-microtubules et anti-Akt :
vers une nouvelle stratégie thérapeutique ?
M. Le Grand, J. Lapeyre, V. Bourgarel-Rey, MP Montero, D. Braguer and M. Carré.
INSERM-UMR_S 911- CRO2 27 boulevard Jean Moulin 13385 Marseille Cédex 05.
De nombreuses données de la littérature montrent que les agents anti-microtubules, communément
appelés MTA, ont une efficacité dépendante du ciblage des mitochondries. Nos précédents travaux
ont mis en lumière que la surproduction des espèces réactives de l’oxygène (ROS) d’origine
mitochondriale était nécessaire dans les propriétés anticancéreuses des MTA. Par la suite, nous
avons pu identifier une nouvelle voie de signalisation ciblée par ces ROS où GSK3β est activée suite à
l’inhibition d’Akt en amont. De façon intéressante, ces dernières années, des thérapies ciblées antiAkt ont vu le jour et sont actuellement en cours de développement clinique. Dans cette étude, nous
évaluerons l’efficacité des associations MTA/anti-Akt dans différents cancers solides humains. Dans
un premier temps, nous avons mis en évidence que les effets cytotoxiques des MTA était fortement
potentialisés par les anti-Akt dans des cellules humaines de glioblastome, de neuroblastome et
d’adénocarcinome pulmonaire. En utilisant le logiciel Calcusyn®, les index de combinaison (CI) ont été
déterminés. Les associations ont ainsi été définies comme synergiques (CI<1) et ceci dans une large
gamme de MTA. Ensuite, nous avons démontré que les associations MTA/anti-Akt diminuaient
significativement le potentiel migratoire des cellules de glioblastome hautement invasives. Les
résultats les plus prometteurs ont été validés sur modèles de sphéroïdes (culture cellulaire en 3D) et
seront évalués in vivo sur modèles de souris xénogreffés. Pour mieux comprendre le mécanisme
sous-jacent à ces combinaisons, puisqu’Akt est considéré comme un inducteur de la glycolyse, nous
étudierons les modulations du métabolisme cellulaire sous l’effet des différents traitements (MTA
seuls, anti-Akt seuls et leurs associations). L’objectif in fine étant de développer de nouvelles
stratégies thérapeutiques et de mieux comprendre les mécanismes de résistance cellulaire.
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de la Faculté de Pharmacie de Marseille
UMR 1068 INSERM
UMR 7258 CNRS
Institut Paoli – Calmettes
Aix-Marseille Université
Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille
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Inhibition of ERBIN-ERBB2 interaction in breast cancer
Nicolas Andre, Sabine Milhas, Stéphane Betzi, Sylvie Marchetto, Philippe Roche, Xavier Morelli
and Jean-Paul Borg
Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille (CRCM) ; CNRS UMR 7258 ; INSERM U 1068 ; Institut
Paoli-Calmettes ; & Aix-Marseille Universités ; 27 Bd Leï Roure, BP 30059, 13273 Marseille cedex 9,
France
Breast cancer is the second leading cause of morbidity in women. Around 30% of breast
cancers are characterized by an amplification of the ERBB2 gene that encodes for the Human
Epidermal Growth Factor Receptor 2 (HER2, also called ErbB2), a member of the superfamily
of transmembrane tyrosine kinase receptors. In the breast, Erbin (Erbb2 interacting protein)
interacts with ErbB2 via its PDZ domain and increases its autophosphorylation, initiating the
downstream pathway that triggers cell proliferation and tumorigenesis.
Nowadays, anti-ErbB2 treatments are monoclonal antibody-based (trastuzumab) and
tyrosine kinase inhibitors (lapatinib). These are associated with side effects due to the
presence of ErbB2 in other tissues, especially in the heart. Moreover, the discovery of new
treatments against aberrant activation of amplified ErbB2 for patients who do not respond to
available anti-HER2 therapies from the very beginning (non-responders) or become resistant
to these treatments is crucial and represents a true medical need.
The aim of this project is to find small molecules that would inhibit the protein-protein interaction
(PPI) between the Erbin PDZ domain and its partner ErbB2. Two strategies have been used to find
small molecule PPI inhibitors. First, we experimentally screened our in-house PPI-focused library
composed of 1,664 chemical compounds by HTRF (Homogeneous Time Resolved Fluorescence) (1,2).
Results from these screening experiments are still being validated. Second, we used a structure-based
approach combining ligand docking and pharmacophoric filtering to select specific inhibitors of the
interaction. Preliminary data will be presented and discussed.
1- Hamon, V., Bourgeas, R., Ducrot, P., Theret, I., Xuereb, L., Basse, M.J., Brunel, J.M., Combes, S., Morelli, X. and
Roche, P. (2014) 2P2IHUNTER: a tool for filtering orthosteric protein-protein interaction modulators via a
dedicated support vector machine. J R Soc Interface, 11, 20130860.
2- Hamon, V., Brunel, J.M., Combes, S., Basse, M.J., Roche, P. and Morelli, X. (2013) 2P2Ichem: Focused
Chemical Libraries Dedicated to Orthosteric Modulation of Protein-Protein Interactions. MedChemComm, 4,
797-809.
3- Tao Y., Shen C., Luo S., Traoré W., Marchetto M., Santoni M.J., Xu L., Wu B., Bates R., Liu X., Huang S., Xiong
W.-C., Borg J.-P.*, and Mei L.* A role of Erbin in ErbB2-dependent breast tumor growth. PNAS, in press. *co-last
authors.
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The cell polarity protein PRICKLE1 regulates focal adhesion maturation
and cell migration through mTORC2
Avais M. Daulat1,2,3,4, François Bertucci2,3,4,5, Stéphane Audebert 1,2,3,4, Arnauld Sergé 2,3,4,6, Pascal
2,3,4,5
2,3,4,7
2,3,4,7
2,3,4,5
Finetti
, Emmanuelle Josselin
, Rémy Castellano
, Daniel Birnbaum
, Stéphane
1,2,3,4*
Angers8,9, and Jean-Paul Borg
Affiliations:
1
CRCM, Cell Polarity, Cell signalling and Cancer “Equipe labellisée Ligue Contre le Cancer”,
Inserm,U1068, Marseille, F-13009, France; 2Institut Paoli-Calmettes, Marseille, F-13009,
France; 3 Aix-Marseille Université, F-13284, Marseille, France; 4CNRS, UMR7258; 5CRCM,
Molecular Oncology “Equipe labellisée Ligue Contre le Cancer”, Inserm, U1068, Marseille,
F-13009, France; 6CRCM, Inserm, U1068, Marseille, F-13009, France ; 7CRCM, TrGET
platform, Inserm,U1068, Marseille, F-13009, France; 8Department of Pharmaceutical
Sciences, Leslie Dan Faculty of Pharmacy, University of Toronto, Canada; 9Department of
Biochemistry, Faculty of Medicine, University of Toronto, Canada.
* To whom correspondence should be addressed: [email protected]/Phone 33-48697-7201, Fax 33-4-8697-7499
Running title: PRICKLE1 controls focal adhesion stability through mTORC2
Abstract:
A group of evolutionarily conserved proteins implicated in planar cell polarity (PCP) and
convergence extension plays a prominent role in cancer cell dissemination. However, how
these proteins act at the molecular and cellular levels remains poorly understood. Here we
focused on PRICKLE1, a PCP gene overexpressed in breast cancer that encodes for a
cytoplasmic adaptor phosphorylated by the prometastatic serine/threonine kinase MINK1. In a
screen for PRICKLE1 partners, we discovered that RICTOR, a member of the mTORC2
complex, can physically interact with the PRICKLE1-MINK1 axis. We show that integrity of
this complex is necessary for activation of AKT, a known target of mTORC2, in vitro and in
breast cancer cells. Moreover, loss of members of this complex or disruption with a dominantnegative form of PRICKLE1 led to enhanced cell spreading, maturation and stability of focal
adhesions, and compromised cell migration. These data suggest a previously unanticipated
connection between PCP proteins and adhesion complexes. We conclude that the PRICKLE1MINK1 axis controls focal adhesion turnover and cancer cell dissemination through the
mTOR pathway.
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Leucémie myéloïde chronique : détermination
d’un nouveau mode de régulation de BCR-ABL.
Elsa Drivet, Stéphanie Manneville, Rémy Castellano, Audrey Restouin, Armelle Goubard,
Stéphane Betzi, Véronique Receveur-Bréchot, Xavier Morelli , Yves Collette
Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille, U1068 INSERM, UMR7258 CNRS, Institut Paoli Calmettes,
UM105 Université Aix-Marseille , Laboratoire de Chimie Biologie et Structurale Intégrative
La leucémie myéloïde chronique (LMC) résulte de la translocation entre les chromosomes 9 et 22 impliquant les
gènes Abl et Bcr et générant le produit de fusion BCR-ABL. Le segment transloqué d’ABL apporte le domaine
tyrosine Kinase qui est dérégulé dans ce contexte et est à l’origine des propriétés oncogéniques du produit de
fusion. BCR-ABL représente l’unique altération moléculaire dans la LMC ce qui a permis le développement
d’Inhibiteurs de Tyrosine Kinases (TKIs) ciblant le site actif de l’enzyme. Ainsi, le Gleevec (ou Imatinib) permet une
rémission complète chez 60% des patients et représente un des grands succès thérapeutiques en oncologie, bien
que des résistances à ce TKI apparaissent, notamment par le biais de mutations dans le site actif et en dehors du
site actif, rendant l’enzyme moins sensible aux TKi, et conduisant à la rechute des patients. Des inhibiteurs de
seconde et troisième générations ont donc été développés, mais des mécanismes de résistances persistent,
rendant nécessaire le développement de nouvelles approches thérapeutiques.
Ainsi, il semble intéressant de pouvoir cibler les mécanismes régulateurs de BCR-ABL, en dehors du site
catalytique. La structure et la régulation de BCR-ABL, en particulier du segment BCR, restent cependant mal
connues. Il semblerait que comme ABL, BCR-ABL soit autorégulée par différentes interactions intramoléculaires en
particulier grâce aux domaines SH2 et SH3 d’ABL. Ces interfaces d’interactions représentent des cibles pour de
nouvelles drogues contre BCR-ABL comme l’a montré l’équipe de Superti Furga au travers d’approches génétiques
et du développement de « monobodies » ciblant l’interaction entre les domaines SH2 et Kinases de BCR-ABL et
affectant l’oncogénicité de ce dernier dans des modèles pré-cliniques, en synergie avec les TKIs. Cependant ces
monobodies ne sont pas compatibles avec une exploitation thérapeutique. Il apparait donc nécessaire de mieux
caractériser BCR-ABL et son mode de régulation et d’identifier de nouvelles drogues capables d’agir sur ces
mécanismes.
Un travail de thèse au laboratoire a permis de caractériser la portion intrinsèquement désordonnée du segment
BCR par diverses approches biophysiques, et de nouvelles interactions impliquant BCR et ABL ont été identifiées au
niveau structural (S. Maneville). L’hypothèse se dégageant de ces observations est que l’interaction entre BCR et
ABL reproduit certains points de l’autorégulation d’ABL et participent au contrôle de l’activité de BCR-ABL.
Afin de vérifier fonctionnellement cette hypothèse, nous avons substitué plusieurs résidus clés des motifs
identifiés dans le segment BCR du produit de fusion. L’impact fonctionnel de ces substitutions a été analysé par
transfection des constructions obtenues dans la lignée cellulaire BaF3 et leur oncogénicité a été évaluée par
mesure de la prolifération/survie cellulaire en condition de carence en IL-3, par des tests de clonogenicité en
Méthyle-cellulose, par immunoblotting évaluant les diverses voies de signalisation oncogénique régulées par BCRABL, ainsi qu’in vivo, dans des modèles de xénogreffes.
Nos résultats identifient plusieurs résidus de Bcr importants pour l’oncogénicité de BCR-ABL dont il reste à établir
les bases mécanistiques. En particulier, l’implication d’interactions intra- et/ou inter-moléculaires doit être
déterminée par des approches biophysiques et par protéomique. La compréhension de leurs implications
biologiques et cliniques ouvre des perspectives pour le développement éventuel de nouvelles stratégies visant à
cibler ces interactions dans l’objectif de compléter l’arsenal thérapeutique disponible pour le traitement de la
LMC.
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Etude du rôle tumorigénique et prométastatique
de PTK7 dans les cancers colorectaux
Martinez S, Lhoumeau AC, Doremus M, Prébet T, Marchetto S, Borg J-P and Goncalves A
Team “Cell polarity, Cell signaling and Cancer”
Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille, UMR 1068 INSERM, UMR 7258 CNRS, Institut
Paoli-Calmettes, Aix-Marseille Université 27, bd Leï Roure BP 30059, 13273 Marseille Cedex 09
Plus de 90% des tumeurs humaines chez l’adulte ont pour origine la transformation maligne
de cellules épithéliales par la dérégulation d’oncogènes et gènes suppresseurs de tumeur. Ces
évènements moléculaires altèrent la morphologie et la fonction de tissus devenus cancéreux et
confèrent aux cellules tumorales une capacité à quitter la tumeur primaire pour envahir des organes
distants. Le phénotype tumoral s’accompagne fréquemment d’altérations de l’architecture des tissus
épithéliaux touchés, et donc de leur polarité cellulaire (apico-basale et polarité planaire), d’une
augmentation de la migration et de résistance à l’apoptose des cellules tumorales à l’origine de la
formation de métastases. La polarité cellulaire est classiquement définie par la polarité apico-basale
des cellules épithéliales, le long d'un axe vertical. Il existe également une seconde polarité, appelée
polarité planaire cellulaire (PCP) orthogonale à la polarité apico-basale, organisant l’orientation
vectorielle d’une cellule épithéliale ou d’une structure multicellulaire dans le plan d’un épithélium.
Les mécanismes moléculaires régissant cette polarité participent à la formation d'organes, et
influencent leur fonction.
Il a été démontré que les gènes de la polarité planaire sont impliqués dans les processus de
dissémination des cellules cancéreuses. Cette dissémination, à l’origine de la formation des
métastases, entraine un pronostic sombre chez la plupart des patients. La compréhension de ces
mécanismes représente donc un enjeu non seulement cognitif mais également médical puisque bon
nombre de cibles thérapeutiques reconnues ou en émergence sont régulées par des protéines de la
polarité cellulaire.
Parmi les gènes régulant la polarité planaire, se trouve le gène PTK7 appartenant à la famille
des récepteurs tyrosine kinase (RTK), ne possédant pas d’activité enzymatique (Pseudokinase). En
conditions normales, ce récepteur est présent dans les poumons et à faible niveau dans les tissus
ovariens et la thyroïde chez l’homme. Une dérégulation de l’expression de PTK7 a été observée dans
de nombreuses tumeurs solides. De ce fait, nous étudions le rôle tumorigénique et/ou prométastatique
de PTK7 dans les cancers colorectaux. Bien qu’étudiés depuis quelques années, la signalisation et le
mécanisme d’action de PTK7 restent très peu décrits. Le mécanisme de signalisation associé au
mécanisme de la polarité planaire est la voie WNT dîte « non canonique ». De plus, par analogie avec
d’autres pseudokinases comme HER3, on peut émettre l’hypothèse que PTK7 pourrait être impliqué
dans des complexes de signalisation et être activé en s’associant avec d’autres RTKs impliqués dans
les voies de signalisation de la polarité planaire. Nous cherchons donc à identifier les co-recepteurs et
ligand de PTK7, nous permettant de comprendre son mécanisme de fonctionnement dans la
signalisation PCP.
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Erbin, a polarity protein involved
in mouse mammary gland development and tumorigenesis.
Wilfried Traoré, Sylvie Marchetto, Marie-Josée Santoni, Jean-Paul Borg
Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille, UMR 1068, INSERM 7258 CNRS, Institut Paoli-Calmettes,
Aix-Marseille Université 27, Bd Leï Roure 13273 Marseille.
Our lab has contributed to identify a new polarity protein called Erbin (ErbB2 interacting protein), a
member of LAP (LRR And PDZ) family. Erbin is conserved through the evolution from invertabrates
to vertebrates. It has at N-terminus 16 LRR (Leucin Rich gepeat) and at C-terminus a PDZ (PSD95Dlg-ZO1) domain able to localize the oncogene ErbB2 at the basolaeral pole of epithelial cells. In
addition Erbin was described by us and others for its repressor activity on MAP-K, TGF-β and ErbB2
signaling pathways. During the mammogenesis an epithelial network, under the influence of systemic
hormones and local soluble factors, will elongate to fulfill a fat pad. The aim of our project is to study
Erbin role during the murine mammary gland development with Erbin deficient mouse models.
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UM63 CNRS 7278 IRD 198
INSERM U1095
Aix-Marseille Université
Unité de Recherche sur les Maladies Infectieuses
et Tropicales Emergentes
URMITE
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Emergence of colistin resistance in Klebsiella pneumoniae from healthy
individuals and patients due to inactivation of the PhoP/PhoQ mgrB
regulator: an epidemiological and molecular study
Olaitan Abiola and Jean-Marc Rolain
Unité de recherche sur les maladies infectieuses et tropicales émergentes
(URMITE) CNRS-IRD
UMR 6236, Méditerranée Infection, Faculté de Médecine et de Pharmacie, Aix-Marseille-Université,
Marseille, France.
Emergence of colistin-resistant Klebsiella pneumoniae (CRKP) is a major public health concern
worldwide. Here we investigated the prevalence and molecular support of colistin resistance in CRKP
isolated from healthy individuals and patients in Lao PDR, Thailand, Nigeria, and France. Stool
samples were screened by culture for the presence of CRKP from healthy individuals and patients.
Whole genome sequence analysis was used to decipher the molecular mechanism of colistin
resistance in blaNDM-1 positive in vitro-selected CRKP mutant. PCR amplification and sequencing of
mgrB gene environment was performed for all CRKP isolates along with colistin-susceptible K.
pneumoniae isolates also recovered from the same stools as controls. A total of 869 stool samples
were screened for the presence of CRKP for which we isolated 32 CRKP and two colistin-resistant K.
oxytoca. Comparative whole genome sequence analysis revealed that an in vitro-selected CRKP
mutant had insertion sequence in its mgrB gene as well as missense mutations in other selected
clones. Fourteen (13 CRKP and one K. oxytoca) out of 34 (41.2%) isolates from the four countries also
had various defects in their mgrB genes but none for the susceptible controls (p <10-4). Few
mutations were observed in pmrAB compared to mgrB among the isolated CRKP. Further analysis of
27 CRKP genomes further shows that mutation in mgrB accounts for greater resistance in CRKP than
mutations in two-component regulatory genes (pmrAB and phoPQ).
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Gorilla gorilla gorilla gut: a potential reservoir of pathogenic bacteria as
revealed using culturomics and molecular tools
Fadi Bittar1, Mamadou B. Keita1, Jean-Christophe Lagier1, Martine Peeters2, Eric
Delaporte2, and Didier Raoult1
1
Aix Marseille Université, URMITE, UM63, CNRS 7278, IRD 198, Inserm 1095, 13005
Marseille, France.
2
Institut de Recherche pour le Développement, University Montpellier 1, UMI 233,
Montpellier, France.
Abstract:
Wild apes are considered to be the most serious reservoir and source of zoonoses. However,
little data are available about the gut microbiota and pathogenic bacteria in gorillas. For this
propose, a total of 48 fecal samples obtained from 21 Gorilla gorilla gorilla individuals (as
revealed via microsatellite analysis) were screened for human bacterial pathogens using
culturomics and molecular techniques. By applying culturomics to one index gorilla and using
specific media supplemented by plants, we tested 12,800 colonies and identified 147 different
bacterial species, including 5 new species. Many opportunistic pathogens were isolated,
including 8 frequently associated with human diseases; Mycobacterium bolletii, Proteus
mirabilis, Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae, Serratia marcescens,
Escherichia coli, Staphylococcus aureus and Clostridium botulinum. The genus Treponema
accounted for 27.4% of the total reads identified at the genus level via 454 pyrosequencing.
Using specific real-time PCR on 48 gorilla fecal samples, in addition to classical human
pathogens, we also observed the fastidious bacteria Bartonella spp. Borrelia spp., Coxiella
burnetii and Tropheryma whipplei in the gorilla population. We estimated that the prevalence
of these pathogens vary between 4.76% and 85.7%. Therefore, gorillas share many bacterial
pathogens with humans suggesting that they could be a reservoir for their emergence.
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The family Marseilleviridae, a new and expanding family of giant viruses
Auteurs: Sarah AHERFI1,2, Bernard LA SCOLA1,2, Isabelle PAGNIER1, Didier RAOULT1,2,
Philippe COLSON1,2 *
Affiliations : 1 Aix-Marseille Univ., Unité de Recherche sur les Maladies Infectieuses et
Tropicales Emergentes (URMITE) UM 63 CNRS 7278 IRD 198 INSERM U1905, Marseille,
France; 2 Institut Hospitalo-Universitaire Méditerranée Infection, Pôle des Maladies
Infectieuses et Tropicales Clinique et Biologique, Fédération de Bactériologie-HygièneVirologie, Centre Hospitalo-Universitaire Timone, Assistance Publique-Hôpitaux de
Marseille, Marseille, France
Résumé:
The family Marseilleviridae encompasses giant viruses that replicate in free-living
Acanthamoeba amoebae. Since the discovery of the founding member Marseillevirus in 2007,
7 new marseilleviruses have been observed, including 3 from environmental freshwater, one
from a dipteran, and two from symptom-free humans. Marseilleviruses have ≈250-nm-large
icosahedral capsids and 346-386-kilobase pair-long mosaic genomes that encode 444-497
predicted proteins. They share a small set of core genes with Mimivirus and other large and
giant DNA viruses that compose a monophyletic group, first described in 2001. Comparative
genomics analyses indicate that the family Marseilleviridae currently includes three lineages
and a pan-genome composed of ≈600 genes. Antibodies against marseilleviruses and viral
DNA have been observed in a significant proportion of asymptomatic individuals and in the
blood and lymph nodes of a child with adenitis; these observations suggest that these giant
viruses might be blood borne and question if they may be pathogenic in humans.
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Real-time PCR systems targeting giant viruses
of amoebae and their virophages
Auteurs: Tatsiana Ngounga1, Isabelle Pagnier1, Dorine-Gaelle Reteno1, Didier Raoult1,2,
Bernard La Scola1,2, Philippe Colson1,2
Affiliations : 1 Aix-Marseille Univ., Unité de Recherche sur les Maladies Infectieuses et
Tropicales Emergentes (URMITE) UM 63 CNRS 7278 IRD 198 INSERM U1905, Marseille,
France; 2 Institut Hospitalo-Universitaire Méditerranée Infection, Pôle des Maladies
Infectieuses et Tropicales Clinique et Biologique, Fédération de Bactériologie-HygièneVirologie, Centre Hospitalo-Universitaire Timone, Assistance Publique-Hôpitaux de
Marseille, Marseille, France
Résumé:
Giant viruses that infect amoebae, including mimiviruses and marseilleviruses, were first
described in 2003. Virophages were subsequently described that infect mimiviruses. Culture
isolation with Acanthamoeba spp. and metagenomic studies have shown that these giant
viruses are common inhabitants of our biosphere and have enabled the recent detection of
these viruses in human samples. However, the genomes of these viruses display substantial
genetic diversity, making it a challenge to examine their presence in environmental and
clinical samples using conventional and real-time PCR. We designed and evaluated the
performance of PCR systems capable of detecting all currently isolated mimiviruses,
marseilleviruses and virophages to assess their prevalence in various samples. Our real-time
PCR assays accurately detected all or most of the members of the currently delineated
lineages of giant viruses infecting amoebae as well as the mimivirus virophages, and enabled
accurate classification of the mimiviruses of amoebae in lineages A, B or C. We were able to
detect four new mimiviruses directly from environmental samples and correctly classified
these viruses within mimivirus lineage C. This was subsequently confirmed by culture on
amoebae followed by partial Sanger sequencing. PCR systems such as those implemented
here may contribute to an improved understanding of the prevalence of mimiviruses, their
virophages and marseilleviruses in humans.
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Étude de l’effet de l’inoculum
sur la croissance des mycobactéries
Lucie Bardet and Jean-Marc Rolain
Unité de recherche sur les maladies infectieuses et tropicales émergentes
(URMITE) CNRS-IRD
UMR 6236, Méditerranée Infection, Faculté de Médecine et de Pharmacie, Aix-Marseille-Université,
Marseille, France.
Mycobacterium tuberculosis est l’agent pathogène responsable de la tuberculose humaine.
Son diagnostic reste actuellement difficile, avec une attente de plusieurs semaines pour isoler la
mycobactérie sur gélose. Étudier les facteurs permettant d’accélérer sa croissance est une approche
importante pour améliorer son diagnostic.
L’objectif de mon travail est d’étudier l’effet de l’inoculum sur la vitesse de croissance des
mycobactéries, cherchant à démontrer qu’un quorum sensing existe chez M.tuberculosis. Ceci
consiste à ensemencer différents inocula sur des milieux de culture solides, et d’observer si le temps
de croissance varie linéairement ou non en fonction de la concentration. Le BCG est utilisé comme
modèle en raison de sa ressemblance au BK et de son absence de virulence.
Préliminairement, il a fallu paramétrer toutes les étapes du protocole. Premièrement,
l’optimisation de la calibration d’un inoculum, car le BK et le BCG, forment des agrégats via le « cord
factor », ne permettant pas une mesure réaliste de la concentration bactérienne. La première étape
est donc de mettre au point un protocole de dispersion efficace et reproductible afin de séparer les
bactéries pour les compter. La méthode de comptage utilisée est la cytométrie en flux, avec le BD
Accuri™ C6, associé à l’utilisation du kit LIVE/DEAD® BacLight™, permettant ainsi de calibrer un
inoculum de bactéries vivantes.
Deuxièmement, l’optimisation de la détection permet d’étudier le délai d’apparition des
microcolonies, nous avons mis au point l’utilisation de détecteurs automatiques, le Scan® 1200 et
l’incubateur Advencis Bio-System. Ce dernier permet notamment d’observer la croissance des
colonies en temps réel grâce à l’édition de film à partir des photographies prises toutes les deux
heures des géloses. Elle s’effectue également par le travail sur de nouveaux milieux de culture : les
géloses MOD 5 ajoutées de colorant jaune permettent une détection plus précoce.
En parallèle de cette étude, la préparation automatisée des milieux de culture a été mise au
point, ainsi que son adaptation à de nouveaux conditionnements fermés, permettant leur utilisation
en routine au laboratoire de classe 2 pour le diagnostic de la tuberculose.
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Development of epidemiological tools for the real-time surveillance of
abnormal events based on laboratory databases.
Authors: C. Abat1, P. Colson1, D. Raoult1, and J.M. Rolain1 *,
Affiliations: 1 IHU Méditerranée Infection, Aix-Marseille Univ., URMITE UM 63 CNRS
7278 IRD 198 INSERM U1905, Facultés de Médecine et de Pharmacie, 27 boulevard Jean
Moulin, 13385 Marseille CEDEX 05, France
Background: Infectious diseases represent major causes of mortality worldwide and are
unpredictable. To counter it, efficient surveillance systems are warranted. We aim to
implement new surveillance systems based on clinical microbiology laboratory data from the
4 hospitals included in the Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille institution.
Material and methods: A Microsoft Excel database containing 618,963 bacteria isolated
from 2002 through June 2014 at our microbiology laboratory was implemented and sorted.
Finally, the database contained 185,641 samples from 115,629 patients and included 640
different bacterial species isolated at least once during the study period. Based on it, a realtime surveillance system was implemented to automatically compare the weekly number of
each 640 bacterial species to their mean number of isolation plus two standard deviations
during the 13 previous years. In parallel, the main β-lactam susceptibility phenotypes
described for 15 of our most frequently isolated bacterial species were registered in another
real-time surveillance system dedicated to antibiotic resistance.
Results: Among around 460 isolates/week, 16 bacterial species represent about 80% of all the
bacterial isolates. Among the several abnormal events detected by our surveillance systems,
Streptococcus agalactiae was unexpectedly identified as the 7th most frequent bacterial
species. We also identified in May 2013 a true hospital-acquired transmission of Raoultella
ornithinolytica in two patients admitted in the same intensive care unit at the Timone hospital.
Finally, antibiotic resistance surveillance system allowed us to identify a three-weeks
abnormal increase in the number of patients infected by E. coli producing a penicillinase,
mainly women admitted in emergency units for urinary-tract infections.
Conclusion: Our tools are routinely used to identify abnormal events in our laboratory and
led to investigate and declare 25 of the 77 abnormal events identified to the Agence Régionale
de la Santé. We are currently creating a computer platform for more accurate handling,
vizualisation and transmission of the analyzed data.
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UMR-MD1
Aix-Marseille Université
Transporteurs Membranaires-Chimiorésistance
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Synthesis and microbiological study
of potential efflux pump inhibitors in Gram negative bacteria.
Aurélien Stutzmann and Jean-Marie Pagès
UMR-MD1, Aix-Marseille Université, IRBA, Marseille, France.
Gram negative bacteria correspond to a prominent part of drug resistant pathogens because of the
over-expression of efflux pumps and their complex envelope involving an outer (OM) and an inner
(IM) membrane delimiting a periplasmic space. During the recent years, investigation of inhibition of
multidrug resistance (MDR) attracted an increased interest worldwide. Among the effective
compounds that proved to inhibit resistance, some phenothiazine derivatives like the psychoactive
drug Largactil were found.
Phenothiazines, nitrogen- and sulfur-containing tricyclic compounds, have been known for over a
hundred years. Up to now over 5000 phenothiazine derivatives have been obtained and this class of
organic compounds became exceedingly important due to their varied significant biological and
chemical properties. Phenothiazines mostly substituted at position 10 with the dialkylaminoalkyl
groups and additionally at position 2 with small groups exhibit valuable activities such as neuroleptic,
antiemetic, antihistaminic, antipyretic, analgesic and antihelmintic. In our work, phenothiazine
derivatives were synthesized in order to be tested as adjuvant of usual antibiotic on two Gramnegative bacteria species: Enterobacter aerogenes and Burkholderia thailandensis. The addition of a
phosphonate group was especially studied to increase the solubility of compounds in the biological
environment and molecule activity was determined in Real Time Efflux assay and in combination with
a panel of antibiotics.
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UMR-MD3
Aix-Marseille Université
Infections Parasitaires, Transmission,
Physiopathologie et Thérapeutique
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Importance of the deglutamylase CCP5B in Leishmania major apoptosis
Louise BASMACIYAN, Magali CASANOVA, Nadine AZAS
Infections Parasitaires, Transmission, Physiopathologie et Thérapeutique, UMR-MD3, Aix-Marseille University, Marseille,
France.
[email protected]
Leishmania has a cytoskeleton primarily made of stable microtubules, the latter constituting the
most abundant part of the cytoskeleton. They constitute the mitotic spindle, the flagellar axoneme,
the basal body and most importantly the subpellicular corset, made of a dense network of
microtubules cross-linked to each other and to the plasma membrane, forming a helical pattern
along the long axis of the cell. Microtubules in these parasites are subject to a series of posttranslational modifications including polyglutamylation and deglutamylation that respectively adds or
removes glutamate amino acids on glutamate residues within the primary sequence of the target
protein. Post translational modifications along microtubules are likely to encode novel information
for the cell, both linked to the nature, length and spacing patterns of these modifications, defining
what has been called ‘the tubulin code’. We show here that the deglutamylase CCP5B is implicated in
L. major apoptosis, its overexpression inducing cell survival after miltefosine addition. Furthermore,
we show that L. major presents microtubule desorganisation during apoptosis, inducing the
formation of a tubulin ring when observed with fluorescence microscope. One hypothesis developed
in mammal cells is that this microtubule ring would prevent cells from entering necrosis.
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Leishmania major metacaspase is involved in apoptosis and autophagy
Magali Casanova1*, Iveth Jimena Gonzalez2, Habib Zalila2, Nicolas Fasel2 and Nadine Azas1
1
Infections Parasitaires, Transmission, Physiopathologie et Thérapeutique, UMR-MD3, Aix-Marseille University, Marseille,
France.
2
Department of Biochemistry, University of Lausanne, 155 Chemin des Boveresses, 1066 Epalinges, Switzerland
[email protected]
A number of morphological and biochemical events defining apoptosis have been described in
Leishmania, including cell shrinkage, chromatin condensation, DNA fragmentation, mitochondrial
depolarization, release of cytochrome C, increase in intracellular calcium, …. However, neither death
receptor, nor pro- or anti-apoptotic molecule nor caspase have been identified in these parasites.
Furthermore, metabolic pathways involved in the parasite apoptosis remain largely unknown. A
metacaspase has been defined bioinformatically in Leishmania, sharing the conserved catalytic
histidine and cysteine dyad present in caspases, but with different substrate specificity. Its role in
apoptosis is controversial. Thanks to genetically modified strains, we show here that the
metacaspase of L. major is effectively implicated in miltefosine-induced apoptosis, but also in
autophagy. We could identify the protein domains involved as well as the importance of gene
overexpression or post-translational modifications of the metacaspase in autophagy or apoptosis.
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UMR CNRS 7263 IMBE FR CNRS 3098 ECOREV
Aix-Marseille Université
Equipe Biogénotoxicologie - Santé humaine et environnement
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ETUDE COMPAREE DU NICKEL, DU CADMIUM ET DE L’ALUMINIUM SUR
L’ENVIRONNEMENT CELLULAIRE.
C. Belliardo, V. Tassistro, D. Bergé-Lefranc, F. Chaspoul, Ph. Gallice
UMR CNRS 7263 IMBE - FR CNRS 3098 ECOREV
Equipe Biogénotoxicologie - Santé humaine et environnement
Unité Chimie Physique, Prévention des Risques et Nuisances Technologiques
Aix Marseille Université, faculté de pharmacie, Marseille.
De par leur présence dans notre environnement proche, le nickel, le cadmium et l’aluminium,
sont au centre de notre étude.
Le cadmium est un des toxiques majoritaires contenus dans les cigarettes et d’une façon plus
générale, il est également présent dans l’alimentation (épinard, salade verte et autres
végétaux). Le nickel quant à lui est un métal des plus allergisant, fréquemment utilisé (pièce
de monnaies, bijoux, fermetures éclairs…). Près de 12% de la population française y est
réactive. L’aluminium pour sa part est retrouvé dans divers domaines: ustensiles de cuisine,
produits cosmétiques, médicaments… Les effets sur la santé liés à l’exposition à ces métaux
ne sont pas clairement connus. Si Ni et Cd sont reconnus comme étant, partiellement ou non,
cancérigènes, la nocivité de Al n’est qu’en partie avérée. Quant à leur mécanisme d’action il
reste, dans tous les cas, méconnu.
L’objectif de ce travail est donc de mettre à jour ces mécanismes par une étude globale de leur
impact cellulaire.
Un des principaux outils à notre disposition est la microcalorimétrie, une méthode de choix
pour évaluer la bioénergétique cellulaire. Elle nous permet de détecter les variations de la
thermogénèse de fibroblastes humains soumis à différentes concentrations de différents
toxiques.
L’oxymétrie nous permet d’observer l’impact des métaux sur la consommation en oxygène
des cellules. La viabilité cellulaire est suivie par test WST-1 et l’intégrité cellulaire par
coloration DAPI et Phalloïdine.
Les résultats indiquent que :
- Ni n’induit pas d’effets délétères significatifs aux concentrations étudiées (< 103µM).
- Cd présente une forte cytotoxicité.
- Al induit une inhibition de la respiration cellulaire dose dépendante laissant donc présager
une altération de la fonction mitochondriale sans toutefois impacter la viabilité.
Ces travaux serviront de base pour l’étude comparée des différents mécanismes d’action
impliqués et ainsi de contribuer à la compréhension de ces métaux.
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