Synthèse des purines chez mycobacterium abscessus: exploration de nouvelles cibles thérapeutiques et criblage de molécules inhibitrices // purine biosynthesis in mycobacterium abscessus: investigating novel therapeutic targets and inhibitor screening

Topic description

La tuberculose et les infections à mycobactéries non tuberculeuses, telles que Mycobacterium abscessus, représentent un défi majeur de santé publique, nécessitant de nouvelles stratégies thérapeutiques. La synthèse de novo des purines, essentielle pour la production des nucléotides, a récemment été validée comme cible pharmacologique prometteuse chez Mycobacterium tuberculosis, notamment avec l'inhibition de l'enzyme PurF (amidophosphoribosyltransférase) démontrant une activité bactéricide in vitro et in vivo. Ce projet vise à étudier la voie de biosynthèse des purines chez M. abscessus, en se concentrant sur les enzymes clés GuaB2 (Inosine monophosphate déshydrogénase), PurA (adénylosuccinate synthétase), PurF1 et PurF2 (amidophosphoribosyltransférase), et PurH (protéine bifonctionnelle de biosynthèse des purines), afin d'évaluer leur potentiel comme cibles thérapeutiques.
Pour ce faire, nous générerons des mutants inducibles de M. abscessus en utilisant les approches tetOFF et CRISPRi, permettant d'étudier l'essentialité de chaque enzyme dans des conditions contrôlées. Les mutants seront caractérisés à l'aide d'analyses phénotypiques, incluant l'évaluation de la croissance, de la viabilité et de la capacité à synthétiser les nucléotides. En parallèle, nous produirons les enzymes cibles sous forme de protéines recombinantes pour mesurer la force et la spécificité des interactions avec des inhibiteurs potentiels, et pour réaliser des études biochimiques détaillées concernant leurs activités enzymatiques spécifiques en présence de leurs substrats.
Un criblage de banques de composés sera effectué afin d'identifier des molécules inhibitrices ciblant ces enzymes essentielles, avec validation des candidats par des essais enzymatiques, thermal shift assays et tests in vitro de concentration minimale inhibitrice. Les composés les plus prometteurs seront ensuite évalués in cellulo dans des macrophages humains de type THP-1 ou des macrophages primaires infectés par M. abscessus et, le cas échéant, dans des modèles animaux (poisson zèbre et souris), fournissant une base solide pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques.
En combinant la génétique, la biochimie et le criblage de molécules, ce projet permettra non seulement de cartographier la vulnérabilité de la voie de biosynthèse des purines chez M. abscessus, mais aussi d'identifier des inhibiteurs potentiels à fort intérêt pharmacologique, ouvrant la voie à de nouvelles approches contre les mycobactéries résistantes aux traitements actuels.
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Tuberculosis and infections caused by non-tuberculous mycobacteria, such as Mycobacterium abscessus, represent a major public health challenge, requiring new therapeutic strategies. De novo purine biosynthesis, essential for nucleotide production, has recently been validated as a promising pharmacological target in Mycobacterium tuberculosis, particularly through inhibition of the enzyme PurF (amidophosphoribosyltransferase), which demonstrated bactericidal activity both in vitro and in vivo. This project aims to investigate the purine biosynthesis pathway in M. abscessus, focusing on key enzymes GuaB2 (inosine monophosphate dehydrogenase), PurA (adenylosuccinate synthase), PurF1 and PurF2 (amidophosphoribosyltransferase), and PurH (bifunctional purine biosynthesis protein), in order to evaluate their potential as therapeutic targets.
To achieve this, inducible mutants of M. abscessus will be generated using tetOFF and CRISPRi approaches, allowing the study of each enzyme's essentiality under controlled conditions. The mutants will be characterized through phenotypic analyses, including assessments of growth, viability, and nucleotide synthesis capacity. In parallel, the target enzymes will be produced as recombinant proteins to measure the strength and specificity of interactions with potential inhibitors, and to perform detailed biochemical studies of their enzymatic activities in the presence of their respective substrates.
High-throughput screening of compound libraries will be conducted to identify inhibitory molecules targeting these essential enzymes, with candidate validation through enzymatic assays, thermal shift assays, and in vitro determination of minimal inhibitory concentrations. The most promising compounds will then be evaluated in cellulo in human THP-1 macrophages or primary macrophages infected with M. abscessus, and, where appropriate, in animal models (zebrafish and mice), providing a strong foundation for the development of new therapeutic strategies.
By combining genetics, biochemistry, and compound screening, this project will not only map the vulnerabilities of the purine biosynthesis pathway in M. abscessus, but also identify potential high-value inhibitors, paving the way for novel approaches against mycobacteria resistant to current treatments.
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Début de la thèse : 01/10/
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Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

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