Identification de structures d'ARN G-quadruplex dans les virus SARS-CoV-2, SARS-CoV, MERS-CoV et Ebola. Ciblage de ces structures avec des nouveaux dérivés de dibenzoacridinium

Abstract

De nos jours, les pandémies virales sont de plus en plus fréquentes. Les virus se propagent rapidement dans de vastes zones géographiques et provoquent des épidémies, comme cela a été observé récemment pour les coronavirus et le virus Ebola. En raison de leur impact néfaste sur la santé, l'économie et le bien-être général des populations, la recherche de nouvelles stratégies de lutte contre les virus est devenue un objectif commun pour les chercheurs et les entreprises pharmaceutiques du monde entier.Les G-quadruplexes (ou G4) sont une famille de structures d'acide nucléique non canonique formées par des séquences d'ADN ou d'ARN riches en guanine. Les G4 reposent sur la formation de G-tétrades dans lesquels quatre guanines s'auto-organisent en un agencement planaire par le biais de liaisons hydrogène de type Hoogsteen. Ces structures ont attiré l'attention des scientifiques en raison de leurs caractéristiques très remarquables :Polymorphisme, grande stabilité dans des conditions physiologiques et distribution génomique spécifique qui suggère une fonction biologique. Des études approfondies ont démontré qu'il existe des G4 dans le génome humain et qu'ils jouent un rôle dans la modulation des maladies.Ils sont impliqués dans des processus biologiques clés tels que les mécanismes d'expression des gènes ou la dynamique des télomères. La présence de G4s a également été rapportée dans le génome de plusieurs pathogènes humains. Il est intéressant de noter que plusieurs composés chimiques qui ciblent spécifiquement les structures G4 sont en mesure d'inhiber le VIH-1 et le VHC en stabilisant les G4 viraux situés dans leurs génomes. Par conséquent, ces petits ligands qui se lient aux G4s viraux représentent une nouvelle classe d'agents thérapeutiques pour combattre les infections virales.Au cours de ce travail de doctorat, je poursuivais deux objectifs principaux. Le premier était d'identifier les séquences à la fois conservées au cours de l'évolution et ayant la capacité de former des G4 dans les génomes ARN des virus SARS-CoV-2, SARS-CoV, MERS-CoV et Ebola. Nous avons utilisé une combinaison d'approches bioinformatiques et biophysiques telles que le dichroïsme circulaire, la dénaturation thermique suivies dans l'UV, la RMN et l'électrophorèse en condition native. Nous avons pu identifier deux ARN G4 conservés dans chacun des coronavirus étudiés, principalement situés dans les gènes ORF1a et S. Bien que nous ayons constaté une raréfaction générale des régions G4 dans les coronavirus, la conservation de ces G4 particuliers témoigne de leur importance dans la réplication virale.D'autre part, cinq G4s conservés ont été trouvés dans le virus Ebola. Ils sont situés dans la région non codante du brin positif et dans les gènes NP et GP des brins d'ARN positif et négatif.Ces G4s représentent donc des cibles antivirales potentielles contre les virus Ebola et les Coronavirus. Le deuxième objectif était de concevoir et de synthétiser de nouveaux dérivés de dibenzoacridinium qui pourraient servir de nouveaux ligands de G4 afin de cibler les G4 viraux.Nous avons synthétisé trois dérivés et caractérisé leurs capacités de se lier à plusieurs G4 d'ADN et d'ARN. Nous avons utilisé diverses techniques biophysiques comme le FRET, les tests de suppression de la fluorescence et le dichroïsme circulaire. Ces études ont donné des résultats prometteurs pour l'emploi de ces ligands comme nouveaux agents antiviraux