Aptamères, Thérapie photodynamique, Acides nucléiques, Cancer, Bactéries, Selex, Expansion du code génétique

La thérapie photodynamique (TPD) est une technique médicale approuvée pour le traitement de certains types de cancers ou de maladies microbiennes. La TPD utilise un photosensibilisateur (PS) initialement non toxique, qui, sous irradiation lumineuse, permet la formation de dérivés réactifs d'oxygène. Ces derniers sont hautement nocifs et provoquent la mort cellulaire ou bactérienne. Néanmoins, les PSs approuvés à ce jour ne sont pas spécifiques d'une cible donnée et sont difficiles à excréter. De ce fait, les patients présentent des effets secondaires importants comme une photosensibilité de plusieurs semaines après le traitement. Ainsi, nos travaux visent à pallier le manque de sélectivité des PSs en les couplant à des aptamères. Ces derniers sont des brins d'ADN ou d'ARN capables de se lier avec une très haute affinité et spécificité à une cible donnée. La présence de modifications au sein des aptamères permet d'augmenter leurs propriétés biologiques, facilitant leur utilisation in vivo ainsi que leur usage pour de nombreuses applications. Les aptamères sont générés au cours du processus SELEX (Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichement). La première stratégie développée a permis de joindre un complexe de ruthénium, prometteur pour la TPD, au carbone C5 de la base du triphosphate 5-éthynyle-dUTP (EdUTP). Un second triphosphate modifié, comprenant une fluorescéine, a également pu être synthétisé à des fins de détection en microscopie à fluorescence. La compatibilité des triphosphates modifiés avec la synthèse enzymatique d'oligonucléotides ainsi qu'avec la stratégie SELEX a été étudiée. Puis, en parallèle d'une sélection avec des nucléotides non-modifiés, les triphosphates modifiés obtenus ont été introduits indépendamment dans le processus SELEX contre la bactérie Streptococcus pneumoniae, responsable de la pneumonie. Trois séquences naturelles et une séquence modifiée comprenant le complexe de ruthénium ont pu être identifiées comme aptamères potentiels contre la bactérie. En parallèle, la post-modification de l'aptamère naturel AS1411 a été réalisée avec un complexe de ruthénium. AS1411 reconnaît la protéine nucléoline, surexprimée à la surface des cellules cancéreuses. Ainsi, l'aptamère modifié a été testé en TPD contre plusieurs lignées cellulaires, et comparé à l'aptamère AS1411 non-modifié ainsi qu'au complexe de ruthénium seul. L'interaction de l'aptamère modifié avec la nucléoline ainsi que sa localisation au niveau cellulaire ont également été étudiées par microscopie confocale. Afin d'accroître la diversité du processus SELEX, une autre possibilité réside dans l'expansion du code générique. De larges groupements aromatiques ont d'ores et déjà été utilisés afin de créer une troisième paire de bases artificielle. Dans ce contexte, quatre triphosphates modifiés et leurs phosphoramidites correspondants pouvant servir de ligands pour la construction d'une paire de bases métallique ont été synthétisés. La construction enzymatique d'une nouvelle paire de bases métallique a été étudiée par réactions d'extension d'amorce et gels d'électrophorèse. Une paire de bases comprenant à la fois une modification de type carboxyimidazole et une adénine portant un groupement pyridine a pu être générée avec un haut rendement en présence d'argent. De plus, une stratégie a été développée afin de poursuivre la synthèse d'ADN naturel après l'installation de la paire de bases métallique et pouvoir de ce fait synthétiser n'importe quelle séquence contenant cette paire de bases.