Approche chimique et chimio-enzymatique innovante appliquée à des oligosaccharides de synthèse à visée vaccinale contre la dysenterie bacillaire
Innovative chemical and chemoenzymatic synthesis of antigenic oligosaccharides towards vaccination against bacillary dysentery
par Louis-Antoine BAREL sous la direction de Laurence MULARD
Thèse de doctorat en Chimie organique
ED 563 Médicament, Toxicologie, Chimie, Imageries

Soutenue le vendredi 29 novembre 2019 à Université Paris Cité

Sujets
  • Diarrhée
  • Glycosylation
  • Glycosyltransférases
  • Groupements protecteurs (chimie)
  • Lipopolysaccharides
  • Oligosaccharides
  • Shigella flexneri
  • Vaccination
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Mots clés
Oligosaccharides, Glycosylation, Groupes protecteurs, Synthèse chimio-Enzymatique, Transglycosylase, Lipopolysaccharide, Shigella, Vaccin
Resumé
Reflet d'un enjeu sanitaire important, les bactéries entéroinvasives Gram négatif de l'espèce Shigella flexneri représentent des cibles prioritaires dans le développement d'un vaccin diarrhéique. Cibles privilégiées de la protection contre la réinfection, les polysaccharides de surface - antigènes-O (Ags-O) - d'une grande majorité de S. flexneri dérivent d'un même squelette. Celui-ci est défini par une unité répétitive constituée de trois résidus L-rhamnose et un résidu N-acétyl-D-glucosamine (ABCD), liés en 1,2-trans. Les multiples patterns d'O-acétylation et/ou alpha-D-glucosylation régiospécifique de ce tétrasaccharide illustrent la diversité sérotypique. La synthèse de glycobriques modulables, aisées à combiner en un ensemble d'oligosaccharides biologiquement actifs représentatifs des Ags-O d'intérêt, est le fondement d'une stratégie visant le développement d'un vaccin conjugué dérivé de sucres de synthèse à large couverture contre Shigella. A cette fin, ces travaux explorent un concept original portant sur l'implémentation d'une voie de synthèse divergente pour accéder à un ensemble de glycobriques pré-sélectionnées. Cette stratégie met en oeuvre une étape d'alpha-D-glucosylation enzymatique, stéréo- et régiospécifique, de deux accepteurs de type ABCD, les tétrasaccharides ABC'D' et D'ABC'. Protégés a minima, ces accepteurs ont été conçus pour être (i) compatibles avec l'activité de glucanesucrases de la famille 70 des Glycosides Hydrolases, (ii) aisément accessibles et (iii) oligomérisables à leurs deux extrémités. Diverses stratégies de synthèse convergente exploitant les propriétés d'orthogonalité fine entre groupes protecteurs et la combinaison de deux blocs ABC et D, ont été évaluées. Les synthèses les plus prometteuses ont été optimisées et soumises à une montée en échelle visant à produire les cibles ABC'D' et/ou D'ABC'. La possible conversion de l'accepteur ABC'D' en différents produits d'alpha-D-glucosylation via l'action de glucanesucrases a été démontrée par nos collaborateurs du TBI (anciennement LISBP, Toulouse). Les données structurales ont révélé que certains pentasaccharides présentent les motifs caractéristiques d'Ags-O de S. flexneri. Nos résultats illustrent la synergie possible entre synthèse chimique et synthèse enzymatique dans le contexte Shigella, offrant de nouvelles options quant à l'obtention d'oligosaccharides de S. flexneri à visée vaccinale.