Une plateforme de criblage à haut débit basée sur un biocapteur pour surveiller les effets des médicaments sur l’activité spécifique des transporteurs du glutamate

Défi : Le glutamate est le principal neurotransmetteur excitateur du système nerveux central (SNC) humain. La perturbation de l’homéostasie du glutamate est une caractéristique centrale de nombreuses maladies neurologiques, notamment les accidents vasculaires cérébraux, le glaucome et la maladie d’Alzheimer. Les niveaux de glutamate dans le SNC sont contrôlés par les cellules gliales, ce qui facilite son recyclage et son absorption par le biais de transporteurs d’acides aminés excitateurs (TAAE). Par conséquent, les protéines TAAE sont des cibles attrayantes pour la découverte de médicaments. Cependant, il n’existe actuellement aucun outil permettant d’identifier et de surveiller l’effet de médicaments susceptibles d’altérer les niveaux de glutamate dans les cellules.

Solution : Cyto-iGluSnFR (se dit “sight-oh-eye-glue-sniffer”) est une protéine modifiée, construite à partir d’un domaine de récepteur bactérien du glutamate (Glt1) et d’une protéine fluorescente verte (GFP) circulairement  permutée, qui détecte le glutamate, permettant ainsi de mesurer la vitesse à laquelle ce dernier pénètre dans les cellules. Ce biocapteur de glutamate peut être utilisé pour cribler des milliers de composés afin d’identifier de nouveaux médicaments potentiels ciblant les TAAE capables de moduler le transport du glutamate dans les cellules gliales. Les molécules identifiées peuvent ensuite être testées à l’aide du même biocapteur dans des modèles murins (où les neurones et les cellules gliales fonctionnent comme chez l’homme) afin d’évaluer l’innocuité et l’efficacité des médicaments chez les patients.

Réalisations/Retombées : L’équipe a optimisé un test cellulaire permettant de cribler des composés affectant le transport du glutamate via TAAE1 et TAAE2. Des cellules souches embryonnaires de souris avec intégration ciblée de variants de Cyto-iGluSnFR ont également été produites pour générer deux modèles murins de glaucome et d’accident vasculaire cérébral. Ces modèles précliniques ont été utilisés pour valider la technologie en tant qu’outil permettant de surveiller la dynamique du glutamate et d’évaluer les modulateurs pharmacologiques des TAAEs in vivo. L’utilisation de la technologie Cyto-iGluSnFR présente de multiples avantages par rapport aux méthodologies existantes, car elle peut être utilisé à la fois in vitro et in vivo, permettant des mesures rapides et des stimulations répétées dans des cellules vivantes. La technologie peut être étendue aux formats de dosage à 96 et 384 puits, permettant le criblage de médicaments à haut débit.