Le récepteur de chimiokines CCR5 appartient à la famille des récepteurs à sept domaines transmembranaires couplés aux protéines G (GPCRs). Il est impliqué dans la migration cellulaire et la réponse inflammatoire. Il est également utilisé par le VIH comme corécepteur d’entrée. Récemment, il a été impliqué dans l’apprentissage et la mémoire et est associé à plusieurs maladies neurologiques, dont le syndrome HAND, une détérioration cognitive chronique due à l’infection cérébrale par le VIH.
Jusqu’à présent seul l’inhibiteur de CCR5 maraviroc a été approuvé pour le traitement de l’infection VIH, mais cette drogue n’est pas optimale. La recherche de nouveaux inhibiteurs le ciblant est donc nécessaire pour compléter l’arsenal des thérapies actuelles.
Différents travaux, dont les nôtres, indiquent que les GPCRs peuvent adopter plusieurs états conformationnels à la surface cellulaire, ce qui offre de nouvelles possibilités thérapeutiques.
L’oligomérisation des récepteurs est un des mécanismes qui régule cette diversité conformationnelle. CCR5 est capable de s’organiser par paire sous forme d’homo- ou d’hétéro-dimères (CCR2/CCR5). Nous avons montré que la dimérisation de CCR5 est (i) indispensable à son export à la membrane plasmique, (ii) régule sa mobilité à la surface cellulaire, et (iii) impacte la liaison des ligands. La dimérisation des récepteurs pourrait donc influencer, par coopérativité entre partenaires, la sélectivité des drogues les ciblant. Jusqu’à présent aucune stratégie thérapeutique visant à moduler la dimérisation de ces récepteurs n’a été envisagée.
Dans ce projet, nous proposons d’étudier l’homo- et l’hétéro-dimérisation de CCR5 par microscopie dynamique et super-résolutive, et par l’analyse d’images statistique dans le but de décrire l’agencement moléculaire et la dynamique des récepteurs présents à la surface cellulaire. Décrypter les interactions protéine-protéine au niveau de la molécule unique permettra d’apporter de nouvelles connaissances sur le comportement des récepteurs à l’état basal et en présence de ligand, et ainsi d’envisager de nouvelles solutions pour cibler le récepteur.
Nous décrirons l’arrangement des clusters de CCR5 à la membrane plasmique par utilisation de la microscopie TIRF et STORM et l’implémentation de nouvelles méthodes statistiques (Objectif 1). Nous étudierons ensuite l’influence des ligands (chimiokines, VIH, antiviraux) et de l’environnement cellulaire sur cette l’agencement moléculaire, et évaluerons les conséquences fonctionnelles de ces interactions (Objectif 2). Enfin, nous chercherons à identifier des modulateurs de la dimérisation du récepteur (Objectif 3).
Le caractère innovant de ce projet repose sur l’utilisation de technologies de pointe en microscopie et sur le développement d’algorithmes pour le suivi et la classification des dynamiques observées. Pour sa réussite, nous allierons les expertises de 3 équipes dans les domaines de l’entrée des VIH (A. Brelot, Institut Pasteur, Paris), de l’analyse d’images (T. Lagache, Institut Pasteur, Paris), et de la conception de médicaments (E. Kellenberger, Université de Strasbourg). La réalisation de ce projet de 36 mois nécessite le recrutement d’un post-doctorant (Giacomo Nardi) pour lequel nous demandons une allocation de 2 ans. L’allocataire sera responsable de l’analyse d’images et de la modélisation statistique avec T. Lagache.