Identification of Insulin-sensitizing molecules acting by disrupting IR/Grb14 interaction

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Etude et développement d'agents insulino-sensibilisateurs inhibant l'interaction IR-Grb14

Résumé confidentielRésumé confidentielPARIS5-Bibliotheque electronique (751069902) / SudocSudocFranceF

Contrôle de la signalisation et de l’action de l’insuline par la protéine Grb14

Les effets de l’insuline sur le métabolisme et la croissance cellulaires sont relayés par un récepteur tyrosine kinase spécifique, qui en phosphorylant plusieurs substrats déclenche l’activation de deux voies de signalisation majeures, la voie phosphatidylinositol 3-kinase (PI3-K)/Akt et la voie Ras/extracellular signal-regulated kinase (ERK). L’activation du récepteur et des voies de signalisation de l’insuline est aussi soumise à un rétrocontrôle négatif mettant en jeu différents mécanismes, notamment l’interaction du récepteur et de ses substrats avec des protéines inhibitrices. Après une description des principaux mécanismes impliqués dans l’activation et l’atténuation de la signalisation de l’insuline, cette revue se focalisera sur son contrôle par la protéine adaptatrice Grb14, membre de la famille de protéines Grb7. Cette protéine a été identifiée comme un inhibiteur de la signalisation et de l’action de l’insuline, et elle est impliquée dans la résistance à l’insuline associée au diabète de type 2 et à l’obésité. L’analyse du mécanisme moléculaire d’action de Grb14 a montré qu’en s’associant au récepteur de l’insuline activé, Grb14 inhibe son activité catalytique et l’activation des voies de signalisation qui en dépend. Cependant, les conséquences de l’invalidation du gène de Grb14 sont complexes et tissu-spécifiques, et certains effets de Grb14 sur la signalisation de l’insuline semblent liés à son interaction avec des protéines effectrices en aval du récepteur. L’inhibition pharmacologique de Grb14 devrait permettre d’améliorer la sensibilité à l’insuline et la régulation de l’homéostasie énergétique dans les situations de résistance à l’insuline

Identification of insulin-sensitizing molecules acting by disrupting the interaction between the Insulin Receptor and Grb14

Abstract Metabolic diseases are characterized by a decreased action of insulin. During the course of the disease, usual treatments frequently fail and patients are finally submitted to insulinotherapy. There is thus a need for innovative therapeutic strategies to improve insulin action. Growth factor receptor-bound protein 14 (Grb14) is a molecular adapter that specifically binds to the activated insulin receptor (IR) and inhibits its tyrosine kinase activity. Molecules disrupting Grb14-IR binding are therefore potential insulin-sensitizing agents. We used Structure-Based Virtual Ligand Screening to generate a list of 1000 molecules predicted to hinder Grb14-IR binding. Using an acellular bioluminescence resonance energy transfer (BRET) assay, we identified, out of these 1000 molecules, 3 compounds that inhibited Grb14-IR interaction. Their inhibitory effect on insulin-induced Grb14-IR interaction was confirmed in co-immunoprecipitation experiments. The more efficient molecule (C8) was further characterized. C8 increased downstream Ras-Raf and PI3-kinase insulin signaling, as shown by BRET experiments in living cells. Moreover, C8 regulated the expression of insulin target genes in mouse primary hepatocytes. These results indicate that C8, by reducing Grb14-IR interaction, increases insulin signalling. The use of C8 as a lead compound should allow for the development of new molecules of potential therapeutic interest for the treatment of diabetes