Ecole Doctorale

Sciences de la Vie et de la Santé

Spécialité

Biologie-Santé - Spécialité Microbiologie

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

Venin d'abeille,TOSV,PLA2,CVB3,MEL,Fluoxétine,

Keywords

Bee venom,Toscana virus (TOSV),Phospholipase A2 (PLA2),Fluoxetin,Melittin (MEL),Coxsackie virus b3 (CVB3),

Titre de thèse

Revisiter les molécules naturelles et synthétiques pour développer de nouvelles approches thérapeutiques : l’exemple du venin d’abeille et de la Fluoxétine.
Revisiting natural and synthetic molecules to develop new therapeutic approaches: the example of bee venom and Fluoxetine

Date

Tuesday 21 November 2023 à 14:00

Adresse

19-21 Bd J. Moulin 13005 MARSEILLE IHU - SALLE 1

Jury

Directeur de these M. Bruno COUTARD Aix Marseille Université
Rapporteur Mme Zeina NASR Departement de biologie, Faculté des arts et sciences, université de Balamand
Rapporteur Mme Florence LARROUS Unité Lyssavirus, épidémiologie et neuropathologie (LyEN)
Examinateur M. Fawaz EL OMAR Université Libanaise, Faculté de sciences 3
CoDirecteur de these M. Ziad FAJLOUN Université Libanaise Faculté des Sciences 3 & Ecole Doctorale en Sciences et Technologie Centre Azm pour la Recherche en Biotechnologie et ses Applications
Président M. Jean Claude GUILLEMOT AFMB - Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques

Résumé de la thèse

Titre : Revisiter les molécules naturelles et synthétiques pour développer de nouvelles approches thérapeutiques : l’exemple du venin d’abeille et de la Fluoxétine. Résumé : Un progrès continuel s’accentue dans le domaine de la découverte des médicaments grâce au développement ascensionnel de la technologie scientifique. En effet, l’exploration des nouveaux médicaments est essentielle pour la population humaine, d’autant plus que de nouvelles maladies -en particulier virale- apparaissent constamment. Après avoir longtemps utilisé les composés naturels comme de remèdes pour traiter les maladies, l’homme bénéficie actuellement de l’évolution de la science, et surtout de la chimie de synthèse, pour développer des nouveaux médicaments plus efficaces et moins toxiques. Au cours de notre étude, nous avons utilisé deux stratégies différentes pour contribuer aux premières étapes de la recherche et développement (R&D) de nouveaux « candidats-médicaments ». La première est de valoriser les effets biopharmaceutiques du venin d’abeille de Liban, Apis mellifera syriaca, et de ses deux principaux composants, la mélittine (MEL) et la phospholipase A2 (PLA2). La deuxième est de repositionner le médicament fluoxetine et ses analogues pour leur effet antiviral. Ainsi, d’une part, les effets anticancéreux, anticoagulant, protéolytique et antiviral contre le virus Toscana du venin d’A. mellifera syriaca et de ses composants ont été évalués. D’autre part, les effets antiviraux contre les entérovirus humains 71 de la fluoxetine, un médicament antidépresseur, et de ses analogues ont été entrepris. Nous avons démontré que le venin d’abeille ainsi que la MEL possèdent un effet antiprolifératif significatif, de même qu’un effet synergique remarquable entre la MEL et la PLA2, lors de test de cytotoxicité sur des cellules cancéreuses de colon humain HCT116. De plus, le venin d’abeille a été révélé capable de produire un effet anticoagulant sur le plasma humain avec des faibles concentrations. Toutefois, l’effet protéolytique était insignifiant à moins d'être administré à des concentrations élevées. En outre une autre activité anticancéreuse significative de venin d’A. mellifera syriaca et de la MEL a été également caractérisée sur les cellules cancéreuses HeLa. En termes d’activité antivirale, le venin a révélé un effet inhibiteur contre le virus Toscana, un des agents les plus importants de la méningite aseptique. La MEL a été plutôt cytotoxique qu’antivirale. Tandis que la PLA2 a révélée possédante un effet antiviral remarquable en agissant lors de la première phase du cycle viral, notamment en inhibant l'attachement du virus à sa cellule hôte. Concernant la deuxième stratégie, nous avons testé 36 molécules de fluoxetine et ses analogues structuraux dont 10 ont présenté un indice de sélectivité très significatif démontrant des EC50 aux alentours de 2µg/ml. Enfin, les molécules naturelles demeurent une source intéressante pour la découverte de nouveaux composés bioactifs avec des éventuelles applications biopharmaceutiques. En revanche, le repositionnement de médicaments déjà présents sur le marché pharmaceutique, comme dans le cas de la fluoxétine, offre une approche rapide pour le développement des nouveaux agents antiviraux. Les molécules repositionnées au cours de nos travaux, avec des indices de sélectivité considérables, ont de bonnes chances de passer directement comme des antiviraux en phase clinique.

Thesis resume

Title: Revisiting natural and synthetic molecules to develop new therapeutic approaches: the example of bee venom and Fluoxetine. Abstract: Continuous progress is being made in the field of drug discovery, thanks to the upward development of scientific technology. Indeed, the exploration of new drugs is essential for the human population, all the more so as new diseases - particularly viral ones - are constantly appearing. Having long used natural compounds as remedies to treat illnesses, mankind is now benefiting from the evolution of science, and especially synthetic chemistry, to develop new, more effective and less toxic drugs. In our study, we used two different strategies to contribute to the early stages of research and development (R&D) of new "drug candidates". The first is to exploit the biopharmaceutical effects of the venom of the Lebanese bee, Apis mellifera syriaca, and its two main components, melittin (MEL) and phospholipase A2 (PLA2). The second is to reposition the drug fluoxetine and its analogues for their antiviral effect. Firstly, the anticancer, anticoagulant, proteolytic and antiviral effects of A. mellifera syriaca venom and its components against the Toscana virus were assessed. In addition, the antiviral effects against human enterovirus 71 of the antidepressant fluoxetine and its analogues were investigated. We demonstrated that both bee venom and MEL have a significant antiproliferative effect, as well as a remarkable synergistic effect between MEL and PLA2, in a cytotoxicity assay on HCT116 human colon cancer cells. In addition, bee venom has been shown to produce an anticoagulant effect on human plasma at low concentrations. However, the proteolytic effect was insignificant unless administered at high concentrations. In addition, another significant anticancer activity of A. mellifera syriaca venom and MEL was also characterized on HeLa cancer cells. In terms of antiviral activity, the venom showed an inhibitory effect against Toscana virus, one of the most important agents of aseptic meningitis. MEL was cytotoxic rather than antiviral. PLA2, on the other hand, proved to have a remarkable antiviral effect, acting during the first phase of the viral cycle, notably by inhibiting attachment of the virus to its host cell. With regard to the second strategy, we tested 36 fluoxetine molecules and their structural analogues, 10 of which showed a very significant selectivity index, with EC50 values of around 2µg/ml. Finally, natural molecules remain an interesting source for the discovery of new bioactive compounds with potential biopharmaceutical applications. On the other hand, the repositioning of drugs already on the pharmaceutical market, as in the case of fluoxetine, offers a rapid approach to the development of new antiviral agents. Molecules repositioned in the course of our work, with considerable selectivity indices, have a good chance of moving directly into the clinical phase as antivirals.