Projet ANR-11-JS07-0011 – CImiR : Ciblage de microARN oncogènes : vers de nouvelles chimiothérapies
Programme : JCJC - SIMI 7 - Chimie moléculaire, organique, de coordination, catalyse et chimie biologique (JCJC SIMI 7)
Année de financement : 2011
Coordinateur du projet : Madame Maria Duca (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE COTE D'AZUR)
Partenaires : Laboratoire de Chimie des Molécules Bioactives et des Aromes
Montant : 154982.0 euros
Date de début : 2012
Durée : 30 mois
Résumé : Ciblage de microARN oncogènes : vers de nouvelles chimiothérapiesTrès récemment, il a été démontré que le développement du cancer est lié non seulement aux modifications des gènes codants pour des protéines, mais aussi aux altérations de petits ARN non codants appelés microARN. L’objectif de ce projet est le développement de nouvelles molécules qui ciblent spécifiquement la production de microARN oncogènes.
Conception et synthèse de nouvelles petites molécules ciblant des microARN oncogènesLes micro-ARN (miARN) sont constitués de courtes séquences d’ARN découvertes très récemment. Ils possèdent une action de régulation de l’expression des gènes au niveau post-transcriptionnel puisqu’ils contrôlent, par inhibition ou activation, la traduction de l’ARN messager (ARNm) en protéine. De nombreuses études ont démontré que les miARN sont exprimés de façon aberrante dans plusieurs types de cancers et participent donc à l’apparition et au développement du cancer. Il est maintenant clair que l’inhibition des miARN oncogènes (définie comme l’inhibition de leur production ou de leur fonction de régulation) trouverait une application dans la thérapie de plusieurs types de cancer dans lesquels les miARN sont impliqués.L’objectif de ce projet est de découvrir de nouvelles molécules possédant une activité antitumorale par inhibition de la production de miARN oncogènes. Nous avons choisi de cibler deux miARN qui sont impliqués dans la tumorogenèse du cancer de l’estomac, qui est le quatrième type de cancer le plus fréquent et la deuxième cause de mortalité dérivant d’un cancer dans le monde. Ces miARN sont surexprimés dans les cellules du cancer de l’estomac à partir de leurs précurseurs après clivage de l’enzyme Dicer. Une molécule capable d’empêcher le processus de clivage par liaison avec les pre-miARN devrait inhiber la production des miARN oncogènes, restaurer la traduction de l’ARNm et conduire à la régression du cancer (Figure 1). Dans ce but nous avons conçu une nouvelle série de molécules qui devraient cibler de manière spécifique ces pre-miARN oncogènes.
Synthèse et évaluation biologique de nouveaux ligands d’ARNDans le but de découvrir de nouveaux inhibiteurs de la production de miARN oncogènes, nous proposons de suivre deux approches différentes mais complémentaires :-	la conception et la synthèse de nouveaux ligands d’ARN capables de se lier sélectivement au pre-miARN ciblé et ainsi inhiber sa conversion en miARN. Ces molécules seront ensuite évaluées grâce au développement d’un test extracellulaire à haut-débit pour leur capacité à inhiber la production de miARN.-	Le criblage d’une librairie de 640 composés faisant partie de la Chimiothèque Nationale afin de mettre à profit le développement du test à haut-débit et ainsi découvrir de nouveaux, et inattendus, ligands de pre-miARN.Après l’identification de composés actifs, nous proposons d’étudier plus en détail leur site d’interaction sur la cible et leur sélectivité pour les miARN ciblés. Les composés les plus actifs seront ensuite étudiés pour leur capacité à inhiber la production des miARN oncogènes ainsi que pour leur activité anti-proliférative dans les cellules du cancer de l’estomac (Collaboration avec le Dr. Fabien Darfeuille, Laboratoire ARNA INSERM U869, Université Victor Segalen, Bordeaux II).
Résumé de la soumission : Les micro-ARN (miARN) sont constitués de courtes séquences d’ARN découvertes très récemment. Ils possèdent une action de régulation de l’expression des gènes au niveau post-transcriptionnel, puisqu’ils contrôlent, par inhibition ou activation, la transcription de l’ARN messager (ARNm) en protéine. Un grand nombre d’études a désormais démontré que les miARN sont exprimés de façon aberrante dans plusieurs types de cancers et sont donc responsables de l’apparition et du développement du cancer. Il est maintenant clair que l’inhibition des miARN oncogènes (définie comme l’inhibition de la production ou de leur fonction de régulation) trouverait une application dans la thérapie de plusieurs types de cancer dans lesquels les miARN sont impliqués.L’objectif de ce projet est de découvrir de nouvelles molécules possédant une activité antitumorale par inhibition de la production de miARN oncogènes. Cette approche est très prometteuse et pourrait ouvrir la voie à la découverte de nouvelles thérapies anticancéreuses. Nous avons choisi de cibler deux miARN (miARN-372 et 373) qui sont impliqués dans la tumorogenèse du cancer de l’estomac, qui est le quatrième type de cancer le plus diffus et la deuxième cause de mortalité dérivant d’un cancer dans le monde. Les miARN-372 et 373 sont surexprimés dans les cellules du cancer de l’estomac à partir de leur précurseurs (deux structures tige-boucle appelés pre-miARN-372 et 373) après clivage de la part de l’enzyme Dicer. Une molécule capable d’interférer, par liaison avec les pre-miARN, avec ce clivage devrait inhiber la production des miARN oncogènes, restaurer la traduction de l’ARNm et conduire à la régression du cancer.Dans le but de découvrir de nouveaux inhibiteurs de la production de miARN oncogènes, nous proposons (i) la conception et la synthèse de nouveaux ligands d’ARN capables de se lier à la jonction tige-boucle ou tige-renflement du pre-miARN ciblé et en même temps (ii) le développement d’un test extracellulaire à haut-débit afin d’évaluer in vitro les nouveaux composés synthétisés pour leur capacité à inhiber la production de miARN. Afin de mettre à profit le developpement de ce test de criblage nous allons ausi (ii) l’appliquer pour le criblage d’une librairie de 640 composés faisant partie de la Chimiothèque Nationale. Après l’identification de composés actifs nous proposons d’étudier plus en détail leur site d’interaction sur la cible et leur sélectivité pour les miARN ciblés, par rapport à d’autres structures d’acides nucléiques (ARN et ADN). Les composés plus actifs seront ensuite étudiés pour leur capacité à inhiber la production des miARN oncogènes (miARN-372 et 373) ainsi que pour leur activité antiproliférative dans les cellules du cancer de l’estomac.Notre but est de découvrir des molécules actives qui pourraient être ultérieurement modifiées pour améliorer l’activité et leur profil pharmacologique pour devenir nouveaux agents anticancéreux efficaces et agissant comme inhibiteurs de la production de miARN oncogènes.L’originalité de ce projet réside tout d’abord dans le choix de la cible, puisque la production et la fonction des miARN est encore largement méconnue et nécessite d’être étudiée prioritairement. Bien qu’il ait été démontré qu’il est possible de cibler spécifiquement les miARN par des petites molécules, l’approche proposée dans le cadre de ce projet est innovant puisque c’est la première fois que la conception de ligands d’ARN ciblant des miARN est proposée. Notre expérience dans la conception de nouveaux ligands d’ARN sélectifs et dans l’étude biophysique de leur interactions sera la force conductrice qui nous permettra de mener à bien ce projet. En conclusion, même dans l’éventualité que les nouveaux composés synthétisés ne soient pas spécifiques pour les miARN ciblés, mais des inhibiteurs non spécifiques de miARN, ils pourraient être employés comme outils biochimiques pour l’étude de la production et de la fonction d’autres miARN.
Résultats : Le travail accompli à ce jour nous a permis de valider la stratégie de synthèse envisagée afin de préparer un grand nombre de nouvelles molécules. Ces nouveaux composés, conçus pour interagir de manière sélective avec la cible microARN, ont été ensuite évalués grâce à un test de criblage que nous avons mis au point au laboratoire dans le cadre de ce projet. Ce dernier permet de tester encore un grand nombre de molécules très rapidement. 
Pour le moment, très peu de molécules ciblant de microARN oncogènes ont été identifiées par criblage de librairie. Ce travail présente donc pour la première fois une conception rationnelle de ligands de pre-microARN dans le but de découvrir de nouvelles molécules potentiellement antitumorales.
Perspectives : Notre objectif est de découvrir des molécules actives qui pourraient être ultérieurement modifiées pour améliorer leur activité et leur profil pharmacologique afin de devenir de nouveaux agents anticancéreux efficaces et agissant comme inhibiteurs de la production de miARN oncogènes.
L’originalité de ce projet réside tout d’abord dans le choix de la cible, puisque la production et la fonction des miARN sont encore largement méconnues et nécessitent d’être prioritairement étudiée. Bien qu’il soit possible de cibler spécifiquement les miARN par des petites molécules, l’approche proposée dans le cadre de ce projet est néanmoins innovante puisque, à notre connaissance, c’est la première fois que la conception de ligands d’ARN ciblant des miARN est proposée.
Publications et brevets : -	Communication orale à EFMC-ISMC 2012 : International Symposium on Medicinal Chemistry, 2-6 septembre 2012, Berlin, Allemagne
-	Publication soumise : Targeting the production of oncogenic microRNAs with multifunctional synthetic small molecules