Structure-activity studies of SELENOT derived peptide 43-52 (PSELT) : strategies for the development of highly effective PSELT analogues and their use as cardio- and neuroprotective agents in specific pathophysiological conditions

Les maladies cardiovasculaires, cérébrovasculaires et neurodégéneratives constituent les principales causes de mortalité dans le monde. Ces pathologies partagent des mécanismes physiopathologiques communs, notamment le stress oxydatif, reconnu comme une cible thérapeutique prometteuse. La sélénoprotéine T (SELENOT) joue un rôle clé dans la regulation du stress oxydatif, soutenant ainsi la fonction cardiaque et neuronale. Ce projet de doctorat a pour objectif d’évaluer les propriétés cardioprotectrices et neuroprotectrices d’un peptide mimétique de la SELENOT, le PSELT, ainsi que de sept analogues de PSELT, pour determiner les résidus essentiels à son activité. Ce travail a été réalisé selon deux axes principaux: l’étude des effets protecteurs de PSELT et de ses analogues dans la sénescence induite par la doxorubicine dans les cardiomyocytes humains AC16; l’analyse de leur efficacité dans des modèles de neurotoxicité induite par le MPP+ et de lésion ischémie/reperfusion (OGD/R) dans les cellules neuroblastiques humaines SH-SY5Y. Dans les cardiomyocytes, le prétraitement par PSELT réduisait significativement la sénescence, les médiateurs du phénotype sécrétoire associé à la sénescence (MMP3, IL6, TNF-α) et le stress oxydatif, tout en restaurant l’activité antioxydante de la catalase et de la superoxide dismutase. Par ailleurs, PSELT réduisait la surexpression de p53 et p21 dans les cellules sénescentes et les dommages à l’ADN (p-γH2AX), préservant la Lamin B1. De plus, il atténuait les marqueurs du stress du RE (BIP, calnexine, IRE1α et ERO1α). Une augmentation significative de la SELENOT était observée dans les cardiomyocytes sénescents, fortement réduite par PSELT. La déplétion de la SELENOT abolissait partiellement les effets protecteurs du peptide, confirmant leur interdépendenance. Par ailleurs, PSELT diminuait la surexpression du récepteur CD36, et une interaction directe entre SELENOT et CD36 a été démontrée. Les analogues de PSELT Ala1-PSELT et Ala9-PSELT réduisaient significativement la proportion de cellules sénescentes, bien que leur efficacité restait inférieure à celle de PSELT. Ils atténuaient également l’augmentation du marqueur p21 et la phosphorylation de γH2AX, alors que les autres substitutions n’avaient pas d’effet. Ces résultats indiquent que certains résidus sont critiques pour l’activité cardioprotectrice complète de PSELT. Dans les modèles neuronaux, PSELT améliorait significativement la viabilité après OGD/R, réduisait l’accumulation de ROS cytosoliques et mitochondriaux, et préservait le potential de membrane mitochondriale (ΔΨm). Les analogues Ala1-PSELT et Ala6-PSELT montraient des effets partiels. Les études mécanistiques ont montré que l’hypoxie entraînait une dérégulation de l’expression des marqueurs d’autophagie Beclin-1, p62 et LC3B et des marqueurs apoptotiques BAX et Bcl-2. La réoxygénation a efficacement contrebalancé ces altérations, tandis que les traitements avec PSELT, Ala1-PSELT et Ala6-PSELT n’ont pas produit d’effet supplémentaire par rapport à la réoxygénation seule. PSELT régulait positivement l’expression de la SELENOT durant la réoxygénation, suggérant un possible rétrocontrôle positif entre le peptide exogène et la protéine endogène. Dans le modèle de neurotoxicité au MPP+, PSELT protégeait efficacement les neurones contre la mort cellulaire e le stress oxydatif, réduisant les ROS et les superoxydes mitochondriaux. Les analogues présentaient une protection variable. De plus, PSELT atténuait la pyroptose induite par MPP+ en réduisant les niveaux de NLRP3, Caspase-1 et TNF-α. Enfin, il diminuait la surexpression de CD36, confirmant son rôle régulateur dans la réponse neurotoxique. Dans l’ensemble, ces données identifient PSELT comme un candidat thérapeutique prometteur pour les maladies cardiovasculaires et neurodégénératives, et ouvrent la voie à la conception rationnelle de peptides dérivés de SELENOT optimisés pour des applications translationnelles.