Thèse Pharmacothérapie Ciblée et Chimie Médicinale Applications à des Correcteurs Pharmacologiques de Variants Déficients d'Abcb4 le Transporteur Biliaire de Phospholipides H/F - Université Paris-Saclay GS Santé et médicaments

Établissement : Université Paris-Saclay GS Santé et médicaments
École doctorale : Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué
Laboratoire de recherche : Physiopathogenèse et traitement des maladies du foie
Direction de la thèse : Thomas FALGUIERES ORCID 0000000328670500
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-13T23:59:59La sécrétion biliaire est une fonction essentielle du foie permettant la digestion des graisses alimentaires et l'élimination des substances toxiques endogènes et exogènes. Elle est assurée par le foie et initiée au niveau de la membrane canaliculaire des hépatocytes, impliquant des protéines transmembranaires comme le transporteur ABCB4 qui permet la sécrétion de phospholipides dans la bile. Des variations génétiques de ce transporteur sont associées à plusieurs maladies cholestatiques rares dont la plus sévère est la cholestase intrahépatique familiale progressive de type 3 (PFIC3). En absence de traitement efficace pour les formes graves de ces maladies, la seule option pour les patients reste la transplantation hépatique. Face à ce besoin médical non satisfait, nous avons déjà identifié plusieurs familles de molécules capables de restaurer le trafic intracellulaire de variants d'ABCB4 anormalement retenus dans le cytoplasme des hépatocytes. Malgré l'efficacité importante de ces molécules à restaurer le trafic intracellulaire des variants déficients, ces molécules présentaient également un fort caractère inhibiteur de l'activité de sécrétion de phospholipides du transporteur, constituant alors un obstacle à leur utilisation en clinique.
Sur la base de ces travaux, nous désirons optimiser chimiquement les molécules identifiées précédemment pour accroitre leur ratio correction/inhibition et en faire de meilleurs candidats médicaments. Ce projet, financé notamment par une ANR-PRC (2025-2029) coordonné par T. Falguières, s'inscrit dans le cadre d'un consortium tripartite entre le laboratoire d'accueil (Orsay) pour la biologie, l'UMR UMR 8182 (Orsay) pour la synthèse chimique et l'UMR 1244 (Limoges) pour la chimie computationnelle. De nouvelles molécules appartenant à différentes familles chimiques seront tout d'abord synthétisées par nos collaborateurs. Leur capacité à restaurer le trafic intracellulaire et/ou la fonction des variants ABCB4 déficients sera ensuite évaluée in vitro, en utilisant des modèles cellulaires exprimant ces variants (transfection transitoire), reproduisant ainsi la situation pathologique, par des approches standards de biologie moléculaire et cellulaire (microscopie, immunoblot, tests fonctionnels). En parallèle, des analyses structurales de dynamique moléculaire et de docking in silico (collaboration extérieure) permettront de comprendre l'interaction potentielle de ces petites molécules avec ABCB4 et ainsi de caractériser leurs relations structure-activité (SAR en anglais, pour Structure-Activity Relationships). Ces approches de synthèse chimique, chimie computationnelle et analyses in vitro se feront de manière itérative dans le but d'identifier les molécules présentant les meilleures caractéristiques, et ainsi de potentiels candidats médicaments. Enfin, la (ou les) meilleure(s) molécule(s) sera/seront testée(s) dans un modèle animal (souris) qui mime la situation pathologique, modèle en phase de développement avancé dans nos laboratoires.
Ce projet de recherche s'inscrit dans une stratégie translationnelle dite de « bedside-to-bench-to-bedside » visant à identifier des petites molécules d'intérêt thérapeutique en tant qu'alternative à la transplantation hépatique pour les patients atteints de maladies cholestatiques rares et sévères liées à des déficits du transporteur ABCB4. L'impact de cette recherche devrait être multiple, faisant progresser les connaissances scientifiques et technologiques grâce à de nouveaux outils expérimentaux et à de nouvelles molécules, tout en favorisant le développement de pharmacothérapies moins coûteuses et moins invasive que la transplantation hépatique. Le cas échéant, l'utilisation des candidats médicaments nouvellement identifiés pourra être élargie à d'autres pathologies impliquant d'autres transporteurs ABC, notamment ABCB11, le transporteur canaliculaire de sels biliaires, dont des mutations sont impliquées d'autres maladies cholestatiques rares.

La sécrétion biliaire est une fonction essentielle du foie, nécessaire à la digestion des graisses alimentaires et l'élimination de xénobiotiques et de métabolites endogènes. Cette fonction dépend majoritairement de l'activité de transporteurs ABC (ATP-Binding Cassette) localisés au niveau de la membrane canaliculaire des hépatocytes parmi lesquels les transporteurs ABCB4, ABCB11 et ABCG5/G8 qui permettent la sécrétion respective de phospholipides, de sels biliaires et de cholestérol dans la bile. Ces trois composants de la bile forment des micelles mixtes dans l'environnement aqueux de la bile, ce qui évite la formation de calculs de cholestérol ainsi que l'action détergente des sels biliaires libres. Des variations génétiques de ces transporteurs ABC sont associées à des maladies cholestatiques rares, les formes les plus sévères de ces maladies étant les cholestases intrahépatiques familiales progressives (PFIC) de type 2 (défauts d'ABCB11) et 3 (défauts d'ABCB4) qui touchent principalement les enfants durant les premiers mois de vie. Le traitement en première intention pour les pathologies liées à des déficits fonctionnels d'ABCB4 ou d'ABCB11 est basé sur l'administration d'acide ursodésoxycholique (UDCA), un acide biliaire peu hydrophobe permettant d'améliorer notamment la condition de patients atteints de formes légères de ces maladies cholestatiques. Néanmoins, ce traitement n'est pas (ou pas suffisamment) efficace chez les patients atteints des formes les plus sévères de ces maladies, qui nécessitent le plus souvent une transplantation hépatique. Dans ce contexte de besoin médical non satisfait et en se focalisant plus particulièrement sur le transporteur ABCB4, le projet proposé ici vise à : i) Identifier et valider in vitro (modèles cellulaires) des molécules nouvellement synthétisées comme candidats médicaments capables de restaurer le trafic intracellulaire et la fonction de variants déficients d'ABCB4 ; ii) Contribuer au développement d'un modèle in vivo (souris) permettant la validation préclinique des meilleures molécules candidates ; iii) Valider in vivo chez la souris la (ou les) meilleure(s) molécule(s) candidate(s).

Les objectifs principaux de ce projet sont : i) identifier et valider in vitro (modèles cellulaires) des molécules nouvellement synthétisées comme candidats médicaments capables de restaurer, au moins partiellement, le trafic intracellulaire et la fonction de variants déficients d'ABCB4 ; ii) Contribuer au développement d'un modèle in vivo (souris) permettant la validation préclinique des meilleures molécules candidates ; iii) Valider in vivo chez la souris la (ou les) meilleure(s) molécule(s) candidate(s). De plus, ce projet permettra de développer de nouveaux outils de recherche tels que de nouvelles molécules (chimie médicinale), des modèles animaux (souris KO « humanisées »), de nouvelles approches méthodologiques, et de nouvelles structures 3D des transporteurs ABC liés à leurs substrats/ligands (approche collaborative de dynamique moléculaire et de docking moléculaire).

Les mutations d'ABCB4 identifiées chez les patients sont reproduites par mutagénèse dirigée dans un plasmide contenant l'ADNc encodant le transporteur. Ce projet fait donc également appel à des notions de base en biologie moléculaire (transformation de bactéries, préparation d'ADN plasmidique, mutagenèse dirigée, analyse de restriction, analyse de séquençage...). Les versions sauvage et mutantes d'ABCB4 sont exprimées dans nos modèles cellulaires (HEK293, HepG2, MDCK, Can10) par transfection (principalement transitoire). L'expression et la maturation d'ABCB4 sont analysées par immunoblot (SDS-PAGE + western blot), et leur localisation subcellulaire est étudiée par immunofluorescence indirecte et microscopie à fluorescence (conventionnelle et confocale). La fonction du transporteur ABCB4 est évaluée par un test fluoro-enzymatique permettant de quantifier la sécrétion de phosphatidylcholine médiée par ABCB4 dans nos modèles cellulaires. Le cas échéant, les meilleures molécules candidates seront testées sur des modèles animaux « humanisés » : des virus de type AAV8 exprimant les formes humaines mutées d'ABCB4 seront injectés chez des souris KO Abcb4-/-. L'analyse de la sécrétion biliaire chez ces souris permettra de valider la (ou les) meilleure(s) molécule(s) d'intérêt thérapeutique. A ce titre, le/a doctorant/e sera inscrit/e au plus tôt à des formations l'autorisant à effectuer de l'expérimentation animale (niveau concepteur, ex-niveau I).

La/le candidat(e) devra avoir au moins une première expérience en laboratoire et être capable de travailler de manière autonome tout en respectant les règles de vie et de sécurité au laboratoire. Elle/il devra avoir des connaissances liées au projet tant sur le plan théorique (biologie cellulaire, biochimie, physiopathologie de la sécrétion biliaire, pharmacologie) que pratique (culture cellulaire et transfection, biologie moléculaire, biochimie, SDS-PAGE et immunoblot, immunofluorescence, microscopie optique conventionnelle et confocale). De plus, la/le candidat(e) sera amené(e) à travailler avec des modèles animaux (souris). Des connaissances et de l'expérience en expérimentation animale seraient donc un plus. Par ailleurs, le maniement de l'outil informatique (a minima les outils Internet et Microsoft office) ainsi qu'une bonne maîtrise de l'anglais (lu, parlé et écrit) sont des prérequis indispensables.