Analyse de l’effet de candidats médicaments sur la physiopathologie de la dégénescence neurofibrillaire et les dépots amyloides dans des modèles murins de la maladie d’alzheimer

L’objectif général de notre projet consiste à comprendre le mode d’action, a découvrir la cible et à optimiser l’effet thérapeutique de 5 familles de composés pharmacologiques innovants, brevetées par notre équipe, dans la physiopathologie de la maladie d’Alzheimer (MA). Cette maladie neurodégénérative liée à l’âge, est caractérisée par la présence de deux types de lésions neuropathologiques cérébrales particulières: les dépôts amyloïdes, constitués de peptides amyloïdes et les dégénérescences neurofibrillaires (DNF), qui résultent de l’agrégation de protéines microtubulaires Tau anormalement phosphorylées. Nos composés se différencient des molécules développées jusqu’à présent par un mécanisme d’action qui s’adresse à ces deux caractéristiques de la maladie. L’étude de l’action de nos composés sur les deux processus lésionnels, la neuroinflammation et les fonctions cognitives de la MA nécessite l’utilisation de modèles intégrés. Elle ne peut pas être abordée sur d’autres systèmes biologiques. Nos composés pharmacologiques ont fait l’objet de nombreuses études in vitro préalables aux analyses in vivo. Une première étape a permis d’éliminer les composés présentant de la toxicité cellulaire. Les composés sélectionnés ont ensuite été caractérisés en fonction de leurs capacités à inhiber l’expression et la phosphorylation de la protéine Tau sur ses sites pathologiques et à inhiber la voie amyloïdogénique dans des modèles cellulaires caractérisés. Le chef de file de chacune des 5 familles a été sélectionné. Leur effet thérapeutique doit maintenant être analysé par des approches intégratives dans des modèles expérimentaux reproduisant soit les altérations de la protéine Tau, soit les lésions amyloïdes. La cible thérapeutique sera également validée in vivo après identification dans nos modèles cellulaires. Ainsi, l’efficacité et la sélectivité de nos candidats médicaments sera renforcée. Les résultats obtenus grâce à nos modèles expérimentaux constituent une étape essentielle et préalable à la translation vers le patient sur le plan thérapeutique, mais également sur le plan diagnostic. Notre stratégie expérimentale a déjà fait ses preuves par le passé. Elle a permis le développement d’une start-up et la mise en place d’essais cliniques. Ainsi, notre projet permet de lever des interrogations fondamentales quant aux processus mis en jeu dans la MA, mais il répond également à des besoins cliniques en termes de thérapeutique.

Ce projet combine des approches expérimentales pré-cliniques indispensables à la validation des effets bénéfiques de composés innovants. Il permet de disséquer les mécanismes lésionnels et les fonctions cognitives, de comprendre le mode d’action de nos composés et d’optimiser leur structure chimique. L’originalité de ce projet repose sur une action originale de nos composés, à la croisée des voies induisant les altérations de la protéine Tau et les lésions amyloïdes. Les pathologies liées à la neurodégénérescence ne bénéficient, à l’heure actuelle, d’aucun traitement permettant de ralentir ou stopper la maladie. Elles touchent plusieurs dizaines de millions de personnes dans le monde. Nous bénéficions du soutient de la SATT et d’Inserm Transfert pour la valorisation et la protection de nos résultats. A plus long terme, nos données pourront implémenter les approches cliniques existantes et susciter des essais cliniques ultérieurs.

11088 animaux subiront une biopsie de la queue pour le génotypage. 4808 animaux subiront une administration intraveineuse rapide et unique dans le sinus retro-orbital. 12588 feront l’objet d’une administration de composé pharmacologique. Les molécules seront préférentiellement administrées via l’eau de boisson (composés solubles dans l’eau), pendant 4 mois maximum. Alternativement, les composés pourront être administrés par voie orale ou par voie intra-péritonéale (administration journalière, 100 à 150 µL). Les animaux seront alors traités pendant 1 mois maximum. En dernier recours, si une administration par voie intra-veineuse devait être réalisée, une seule injection sera réalisée (100 µL max). Les fonctions cognitives seront étudiées sur 6336 animaux grâce à des tests comportementaux afin d’étudier les effets des composés sur les déficits cognitifs associés à la pathologie. La motricité globale des individus est analysée par un test d’actimétrie. La mémoire spatiale à court terme est évaluée par le test du labyrinthe en Y. La mémoire à long terme est évaluée par le test du labyrinthe de Barnes.

Les nuisances ou effets indésirables consistent aux douleurs associées à la réalisation de la biopsie de la queue ou à la douleur au point d’injection lors des administrations. Il peut également y avoir un impact oculaire suite aux injections retro-orbitaires. Ces nuisances possibles seront prises en charge de manière adéquate.

Tous les animaux sont mis à mort au point d’analyse final. Des études histochimiques, moléculaires et biochimiques seront réalisées sur les échantillons de cerveaux afin d’analyser les modulations des caractéristiques physiopathologiques spécifiques aux modèles.

Dans notre étude, nous utilisons des souris de fond génétique C57BL/6J et génétiquement modifiées. Les modèles utilisés ne présentent pas de phénotype domageable. Ils reproduisent les altérations de la protéine Tau (modèle THY-Tau22) ou les lésions amyéloïdes (modèle APP/PS1) observées lors de la maladie d’Alzheimer et permettent d’étudier les mécanismes pathologiques et l’impact de nos candidats médicaments sur le processus lesionnels et les fonctions cognitives par des approches intégratives et complémentaires (transcriptomique, protéomique, étude du comportement, histochimie). Nos traitements, à visée curative, sont donc administrés à des animaux agès de 6 mois, période à partir de laquelle la pathologie est avérée. Dans les procédures qui nous permettront de valider notre cible thérapeutique, d’étudier son impact sur le developpement de la maladie et les concéquences de sa modulation, la surexpression ou l’inhibition de l’expression de cette cible sera réalisée grace à un protocole utilisé classiquement par les équipes de recherche, consistant à une injection unique d’un vecteur chez de jeunes animaux.