Caractérisation du mécanisme d'action de modulateurs allostériques de CDK5 dans le cancer du poumon

CDK5 est une protéine kinase atypique appartenant à la famille des CDKs découverte dans le système nerveux central où elle y est majoritairement exprimée et a longtemps été considérée comme neurospécifique. CDK5 est associée à son partenaire p35/p25 et permet la régulation de nombreuses fonctions neuronales telles que la migration des neurones ou la formation des synapses et la plasticité neuronale. Cependant nous savons aujourd’hui que cette kinase est exprimée de manière ubiquitaire et exerce aussi des fonctions en dehors du cerveau. La dérégulation de son activité kinase contribue au développement de pathologies neurodégénératives telles qu’Alzheimer ou Parkinson. Mais CDK5 est également impliquée dans le développement de cancers et a notamment été identifiée dans le cancer du poumon pour son rôle important dans la prolifération et la migration des cellules tumorales qui sont à l’origine du développement de métastases.Actuellement aucun composé n’est approuvé par la FDA ou l’EMA pour le ciblage thérapeutique de CDK5 et les seuls inhibiteurs conçus pour cibler CDK5 sont des petites molécules ciblant la poche de liaison à l’ATP comme la Roscovitine, ainsi que certains peptides ciblant l’interface CDK5/p25. Mais ces derniers présentent de sévères inconvénients tels que le manque de spécificité, le développement de résistances et des propriétés pharmacocinétiques faibles. Une stratégie alternative est de développer des modulateurs allostériques perturbant les transitions conformationnelles conduisant à l’activation de CDK5. Notre laboratoire a développé le biosenseur CDKCONF5 qui a permis d’identifier des modulateurs allostériques de CDK5, dont l’éthavérine et la papavérine. Ces molécules ont initialement été décrites comme des inhibiteurs de PDE4 et PDE10 dans le système neuronal. Au cours de ma thèse j’ai caractérisé le mécanisme moléculaire par lequel ces molécules ciblent et inhibent les fonctions de CDK5. J’ai dans un premier temps cherché à comprendre comment ces inhibiteurs affectaient les interactions de CDK5 entre ses partenaires et substrats à travers des test in vitro et dans des extraits cellulaires dérivés du glioblastome. Dans un second temps j’ai caractérisé le potentiel inhibiteur de ces composés dans des lignées cellulaires issus de glioblastome humain et de cancers du poumon. Cela nous a permis de mettre en évidence que ces composés inhibent la prolifération ainsi que la migration cellulaires. Nous avons enfin mis en évidence une dépendance de p53 sur leur potentiel inhibiteur de CDK5. L’identification d’inhibiteurs allostériques de CDK5 par repositionnement de composés offre des perspectives attractives pour proposer des thérapies efficaces pour les cancers du poumon.