Plateforme de drug discovery Grenoble Alpes (GAP2D)

Criblage, sélection et optimisation de petites molécules pour la biologie et la santé.

Site de la plateforme

Plateforme de drug discovery Grenoble Alpes (GAP2D)

Criblage, sélection et optimisation de petites molécules pour la biologie et la santé.

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Plateforme de drug discovery Grenoble Alpes (GAP2D)

La plateforme GAP2D a pour objectif de sélectionner des molécules bioactives afin de les utiliser comme sondes pour la recherche ou comme molécules thérapeutiques. Elle met à disposition des collections de molécules originales et réalise le criblage de chimiothèques à l'aide de tests biologiques sur des protéines purifiées ou des modèles cellulaires. La plateforme fournit également une expertise en chimie médicinale et modélisation moléculaire pour l’optimisation des molécules bioactives sélectionnées (hits).

En recherche, les molécules bioactives sont utilisées pour la détection de phénomènes dynamiques ou l’inhibition d’une fonction biologique de manière dose-dépendante. Elles permettent d'étudier de nouveaux mécanismes cellulaires et de valider des cibles thérapeutiques. En santé, les études de structure-activité (SAR) et de chimie médicinale (MedChem) aident à concevoir de nouvelles molécules thérapeutiques. GAP2D a contribué à la sélection et à l'amélioration de molécules « têtes de série » dans des domaines liés à la santé (infectiologie, cancérologie, neurologie, maladies rares…) et la bioénergie.

La plateforme est impliquée dans la formation d'étudiants et de scientifiques à travers l'organisation d'écoles thématiques ou de séminaires. Elle participe à l'infrastructure nationale ChemBioFrance et aux laboratoires d'excellence GRAL (alliance grenobloise pour la biologie cellulaire et structurale intégrée) et ARCANE (chimie bio-inspirée et bio-ciblée), ainsi qu’aux programmes EUR et IDEX de l'Université Grenoble Alpes. Elle est partenaire de la Fondation maladies rares (FMR) et du Cancéropôle Lyon Auvergne Rhône-Alpes (CLARA).

Expertises et services

Optimisation et automatisation de tests adaptés au criblage :

Tests en microplaques 96 ou 384 puits avec évaluation de la robustesse statistique,
Tests sur cibles purifiées : tests enzymatiques, tests d’interaction protéine-protéine…
Tests phénotypiques adaptés au criblage haut débit (HTS) sur cellules vivantes ou fixées : viabilité, cytotoxicité, prolifération, apoptose, détection de sondes fluorescentes et biomarqueurs d’intérêt, quantification de la réponse inflammatoire, du stress oxydant…
Tests par imagerie automatisée adaptés au criblage à haut contenu en information (HCS) sur cellules vivantes ou fixées : immunomarquage d’organelles, du cytosquelette cellulaire ou de biomarqueurs d’intérêt, test de blessure, communication intercellulaire, différenciation cellulaire, autophagie, apoptose…

Criblage à haut débit (HTS) et haut-contenu (HCS/HCA) :

Criblage primaire et sélection des hits,
Criblage secondaire et validation des hits,
Tests en dose-réponse, tests de cytotoxicité, tests orthogonaux.

Profilage de hits ou de collections ciblées :

Caractérisation des hits sur tests internes adaptés au HTS ou HCS,
Développement de tests à la demande, y compris sur des modèles cellulaires complexes, sphéroïdes, tumoroïdes, organoïdes…

Chimiothèques :

Mise à disposition de sous-ensembles de 80 à 70 000 molécules sous contrat de transfert de matériel (MTA) ou libres de propriété intellectuelle,
Profilage de collections privées.

Chimie médicinale :

Prédiction de la biodisponibilité et préconisation pour l’optimisation des hits,
Recherche in silico d'analogues et étude de relations structure-activité (SAR),
Synthèse chimique (dans des cas spécifiques).

Moyens et équipements

Criblage de molécules :

Laboratoire de culture cellulaire de niveau 2,
Criblage à haut débit (HTS) : station de travail EVO 200 (Tecan) entièrement intégrée sous un poste de sécurité microbiologique de niveau 2 et adaptée au criblage sur cellules vivantes, avec lecture automatisée en absorbance, fluorescence (dont FRET, HTRF, anisotropie) et luminescence (dont BRET), lecteurs de codes-barres pour une traçabilité des données,
Criblage par imagerie automatisée (HCS) : microscopes à fluorescence automatisés ArrayScan VTI (Thermo Scientific) et IncuCyte Zoom (Essen BioScience), incubateur à CO₂ pour le suivi phénotypique de cellules vivantes sur plusieurs jours, ordinateurs pour la quantification et l’analyse des images.

Chimie médicinale :

Laboratoires de synthèse et phytochimie organique,
Espace dédié à la préparation de chimiothèques,
Equipements : RMN, HPLC-MS, accès aux centres de calcul de l’UMS GRICAD (Grenoble Alpes Recherche, infrastructure de calcul intensif et de données pour la modélisation) et aux équipements lourds (FT-IR, RAMAN, diffraction des rayons X) de la plateforme multiservice de l’Institut de chimie moléculaire de Grenoble (ICMG).

<hr>Analyse des propriétés d’une chimiothèque par cheminformatique.

<hr>Pièce robotique pour le criblage à haut débit.

<hr>Station robotique de criblage à haut débit.

<hr>Manipulation de microplaques sur l’instrumentation HCS.

<hr>Immunomarquage de microtubules tyrosinés et détyrosinés dans des cellules HeLa.

<hr>Acquisition et analyse automatisées d’images par HCS/HCA.

<hr>Synthèse de molécules et chimie médicinale.

Comment soumettre un projet ?

Si vous êtes intéressé par le criblage de votre propre collection de molécules ou de celles de la plateforme par les technologies HTCS ou HCS, vous pouvez contacter Marie-Odile Fauvarque. Si votre projet concerne l'évaluation des propriétés MedChem de hits ou de molécules d’intérêt thérapeutique, vous pouvez contacter Yung-Sing Wong.

La plateforme GAP2D est ouverte aux partenariats académiques et industriels. Elle intervient sous la forme de collaborations (co-financement, co-authoring et partage de propriété intellectuelle) ou de services (facturation du coût total, propriété intellectuelle au porteur de projet, co-authoring selon accord entre les parties).

Exemple d'utilisation

Sélection d’inhibiteurs de la virulence bactérienne

Pseudomonas aeruginosa est une bactérie pathogène opportuniste qui cause des infections nosocomiales et infecte de manière chronique les patients atteints de mucoviscidose. La plateforme GAP2D a apporté sa collaboration au laboratoire Pathogenèse bactérienne et réponses cellulaires (PBRC) pour la conception d’un test original visant à quantifier les changements morphologiques des cellules lors d'une infection à P. aeruginosa.

Deux collections ciblées d'environ 2 000 composés, comprenant des médicaments approuvés par la FDA et des molécules inspirées de produits naturels synthétisées par GAP2D, ont été criblées en parallèle afin de sélectionner in vitro des molécules perturbant l'assemblage du système de sécrétion de type III, un acteur majeur de la virulence de P. aeruginosa. Des analogues et des molécules chimériques ont été synthétisés à partir des hits, permettant la sélection de molécules « têtes de série » capables de perturber efficacement l’assemblage du système de sécrétion de type III et d’inhiber les dommages cellulaires causés par l’infection à P. aeruginosa, sans affecter la croissance bactérienne in vitro.

Ces pistes sont prometteuses pour le développement d’une stratégie thérapeutique innovante consistant à traiter l’infection en inhibant la virulence de la bactérie, tout en évitant de compromettre la viabilité bactérienne afin de prévenir l’apparition de mécanismes de résistance tels que ceux observés lors des traitements des infections par des antibiotiques.

Pour en savoir plus : Ngo T.-D. et al. (2019). Chimeric protein-protein interface inhibitors allow efficient inhibition of type III secretion machinery and Pseudomonas aeruginosa virulence. ACS Infectious Diseases, 5(11):1843-1854.

Contact

GAP2D
IRIG, CMBA
CEA-Grenoble, bâtiment C3
17 rue des martyrs
38054 Grenoble
Région : Auvergne-Rhône-Alpes+33 (0)4 38 78 26 37
mofauvarque@cea.fr
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