Soutenance de thèse de CHAZOT Aurélie
Titre de thèse
Phosphorylation par voie enzymatique de nucléos(t)ides d'intérêt thérapeutique contre les coronavirus : outils et applications
Enzymatic phosphorylation of nucleos(t)ides of therapeutic interest against coronaviruses: tools and applications
Résumé de la thèse
La pandémie due au SARS-CoV-2 a souligné le besoin de développer de nouvelles molécules antivirales puissantes et à large spectre, qui permettraient de réagir rapidement face à l'émergence d'un nouveau virus. Depuis une quarantaine d'années, une famille d'antiviraux a prouvé son efficacité en tant d'inhibiteurs de la polymérase virale de nombreux virus à ARN et ADN et se révèlent prometteurs contre les coronavirus : les analogues de nucléos(t)ides (AN). Ces molécules sont administrées sous forme de promédicament, et sont métabolisées intra-cellulairement pour obtenir la forme active : le nucléoside triphosphate (NTP). Le NTP est alors incorporé dans le génome viral par la polymérase, altérant la réplication du virus selon plusieurs mécanismes. C'est pourquoi la compréhension du mode d'action de ces molécules, mais aussi de leurs limitations (résistance, excision…) est primordiale pour la conception de nouveaux AN encore plus spécifiques et puissants. Pour réaliser ces études biochimiques, avoir accès aux NTP est essentiel. Ainsi, l'objectif de ces travaux de thèse est de proposer des outils modulables pour l'obtention de NTP par catalyse enzymatique.
Ce manuscrit regroupe des résultats obtenus répondant à l'ensemble des objectifs spécifiques fixés au démarrage du projet, soit l'accès (1) à une collection de kinases spécifiques et caractérisées, (2) à une méthode d'analyse quantitative adaptée, (3) au développement de synthèses en cascade, (4) à la synthèse enzymatique de la ribavirine triphosphate et α-thiotriphosphate. En parallèle de ces travaux, les outils développés ont permis de contribuer à un projet de caractérisation de la voie d'activation du bemnifosbuvir, un AN en phase clinique III contre le SARS-CoV-2 et à la détermination de la configuration absolue de diastéréoisomères de nucléosides α-thiotriphosphates, mettant en évidence d'autres applications possibles de grand intérêt.
Thesis resume
The SARS-CoV-2 pandemic highlighted the need to develop new, potent, broad-spectrum antiviral molecules that would enable a rapid response to the emergence of a new virus. Over the past forty years, a family of antivirals has proved to be effective as inhibitors of the viral polymerase of many RNA and DNA viruses, and are showing promise against coronaviruses: nucleos(t)ides analogues (NA). These molecules are administered as prodrugs, and are metabolized intracellularly to obtain the active form: nucleoside triphosphate (NTP). NTP is then incorporated into the viral genome by the polymerase, altering virus replication by several mechanisms. Understanding the mode of action of these molecules, as well as their limitations (resistance, excision, etc.), is therefore crucial to the design of new, even more specific and powerful NA. The aim of this thesis is therefore to propose modular tools for obtaining NTP by enzymatic catalysis.
The results obtained in response to all the specific objectives set at the start of the project are presented in this manuscript, i.e. access to (1) a collection of specific and characterized kinases, (2) a suitable quantitative analysis method, (3) the development of cascade syntheses, (4) the enzymatic synthesis of ribavirin triphosphate and α-thiotriphosphate. In parallel with this work, the tools developed were adapted to contribute to the characterization of the activation pathway of bemnifosbuvir, an AN in clinical phase III against SARS-CoV-2, as well as the determination of the absolute configuration of diastereoisomers of α-thiotriphosphate nucleosides, highlighting other potential applications of great interest.