Coup de cœur RECHERCHE
Exploration des interactions moléculaires pour l’ingénierie tissulaire
Le jeudi 29 juin 2023, notre collègue Jad EID intervenait aux Journées Ouvertes en Biologie, Informatique et Mathématiques (JOBIM), événement annuel de la Société Française de Bioinformatique dédié aux avancées scientifiques et techniques aux frontières de la biologie, de l’informatique, des mathématiques et de la physique.
Son sujet, avec sa consoeur Amina BEN ABLA : les interactions entre un élément biomimétique innovant et des composés de la matrice extracellulaire impliqués dans le contrôle du comportement cellulaire. Ces interactions sont essentielles afin de développer des stratégies pertinentes pour l’ingénierie tissulaire et la médecine régénérative.
EBInnov® a développé un motif biomimétique inspiré de la fibronectine humaine, une glycoprotéine omniprésente dans la matrice extracellulaire qui y joue des rôles clés, en particulier dans l’adhésion des cellules. Grâce à des approches avancées de bioinformatique, notamment l’algorithme Alphafold, la structure tridimensionnelle de ce motif a été déterminée. Cette résolution structurale a ensuite été exploitée au moyen de méthodes de docking*, facilitant ainsi une exploration détaillée des interactions entre le motif et les protéines de la matrice extracellulaire. Ces investigations ont généré des données décisives pour appréhender leurs affinités respectives et pour observer les multiples conformations de ces protéines à l’intérieur de la matrice bio-inspirée. De la même manière, toujours grâce aux méthodes de docking, les interactions respectives du motif biomimétique et de la fibronectine naturelle avec les éléments de la matrice extracellulaire ont pu être comparées.
En parallèle, l’équipe EBInnov® a produit cette protéine bio-inspirée et a réussi à la purifier avec un degré de pureté élevé. Elle a aussi confirmé expérimentalement les fortes interactions et affinité avec les éléments de la matrice extracellulaire, significativement supérieures en comparaison de ce qui est observé pour la fibronectine native. Ces résultats ont validé les prédictions obtenues grâce à la bio-informatique.
Ces découvertes mettent en évidence le potentiel considérable du motif biomimétique dans les domaines de l’ingénierie tissulaire et de la médecine régénérative. Elles soulignent également l’apport complémentaire de la bio-informatique et des techniques expérimentales dans la compréhension des interactions moléculaires complexes.
Les travaux futurs consisteront à étudier la stabilité de ces interactions dans le temps grâce à des simulations de dynamique moléculaire (MD), afin d’apprécier les fluctuations atomiques et les changements de conformation. Une fois cette stabilité confirmée, ce motif biomimétique sera exploité pour améliorer la qualité des biomatériaux utilisés dans le domaine de la thérapie régénératrice.
Contacts : Dr. Jad EID et Dr. Amina BEN ABLA
*Le docking ou « amarrage moléculaire » est une approche numérique de modélisation moléculaire qui cherche à identifier la meilleure orientation entre 2 molécules pour avoir le complexe le plus stable.
