Dégradation enzymatique de composés pharmaceutiques halogénés // enzymatic degradation of halogenated pharmceuticals

Topic description

Les médicaments prennent une place croissante au cœur des préoccupations concernant les contaminants environnementaux émergents. Parmi eux, beaucoup sont halogénés (-X), fluorés ou chlorés pour augmenter leur stabilité et leur activité biologique.
Ce projet de thèse vise à découvrir de nouvelles enzymes pour dégrader les médicaments halogénés en utilisant des approches fonctionnelles avec de nouvelles sondes de détection de la déshalogénation et des techniques de criblage de pointe. La thèse sera encadrée entre deux laboratoires aux domaines d'expertise hautement complémentaires en microbiologie, et biochimie, biologie moléculaire.
Ce projet de recherche part du principe que des déshalogénases dégradant les produits pharmaceutiques existent mais ne sont souvent pas identifiables par leur séquence; de nouvelles méthodes de détection impliquant une série d'analogues de substrats fluorogènes aideront à les découvrir; et, l'incubation en laboratoire d'échantillons environnementaux contaminés par des médicaments halogénés permettra d'enrichir les micro-organismes dégradant ces composés, en en facilitant ainsi le criblage et la découverte.
Cette thèse ciblera une sélection de médicaments halogénés couvrant une diversité de structures chimiques et de modes d'halogénation utilisés dans le développement de composés biologiquement actifs. La candidate appliquera de nouvelles sondes fluorogènes imitant des groupes fonctionnels aliphatiques et aromatiques mono- et polyhalogénés et des hôtes bactériens résistants aux halogénures en utilisant un pipeline de détection de pointe pour découvrir de nouvelles enzymes mécanistiquement diverses. En faisant progresser les connaissances sur la biodégradabilité des médicaments halogénés, cette thèse contribuera aussi au développement de nouveaux produits pharmaceutiques plus durables.
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Pharmaceuticals are increasingly at the center of concerns regarding emerging environmental contaminants. Among them, many are halogenated (-X), fluorinated, or chlorinated to enhance their stability and biological activity.
This PhD project aims to discover new enzymes capable of degrading halogenated pharmaceuticals using functional approaches with novel dehalogenation detection probes and state-of-the-art screening techniques. The thesis will be co-supervised between two laboratories with highly complementary expertise in microbiology, biochemistry, and molecular biology.
This research project is based on the following principles:

Dehalogenases that degrade pharmaceuticals exist but are often not identifiable by their sequence;
New detection methods involving a series of fluorogenic substrate analogs will help discover them; and Laboratory incubation of environmental samples contaminated with halogenated pharmaceuticals will enrich for microorganisms that degrade these compounds, thereby facilitating their screening and discovery.
This thesis will target a selection of halogenated pharmaceuticals covering a diversity of chemical structures and halogenation patterns used in the development of biologically active compounds. The candidate will apply novel fluorogenic probes mimicking mono- and polyhalogenated aliphatic and aromatic functional groups, as well as bacterial hosts resistant to halides, using a cutting-edge detection pipeline to discover new, mechanistically diverse enzymes. By advancing knowledge of the biodegradability of halogenated pharmaceuticals, this thesis will also contribute to the development of more sustainable pharmaceutical products.
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Début de la thèse : 01/10/

Funding category

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Funding further details

Concours pour un contrat doctoral