Synthesis of glycocluster-siderophore conjugates to increase anti-infective activity against Pseudomonas aeruginosa

La hausse du phénomène de multirésistance aux antibiotiques compte parmi les problèmes de santé publique majeur du XXIème siècle. Pseudomonas aeruginosa (PA) est classé dans le top cinq des bactéries les plus virulentes. Plusieurs stratégies ont été développées afin de combattre ces infections, parmi elles nous nous sommes intéressés à l'utilisation de glycoclusters pour bloquer les facteurs de virulence de PA conduisant à la réduction du biofilm, de l'adhésion et de l'internalisation. Dans cette optique, nous avons particulièrement ciblé les deux lectines solubles de PA : LecA et LecB, qui reconnaissent spécifiquement le D-galactose et le L-fucose respectivement. Certains glycoclusters sont capables d’inhiber partiellement la formation du biofilm chez la souche PAO1 et de réduire son internalisation dans les cellules épithéliales. D’autre part, le fer joue un rôle clé dans les mécanismes de développements et de survies chez PA. Afin de s’approvisionner en fer, le microorganisme a développé la production de petites molécules nommées sidérophores. Le complexe Fe3+-sidérophore est ensuite transporté dans la bactérie grâce à un transport actif sophistiqué. Dans le but d’augmenter l’activité anti-infectieuse des glycoclusters, il a été imaginé de combiner les glycoclusters à des dérivés pseudo-sidérophores. Cette stratégie de « Cheval de Troie » permettrait aux glycoclusters de traverser la paroi bactérienne et de cibler les lectines qui y sont localisées. Pour cela, nous avons développé une stratégie de synthèse reposant sur l’assemblage de briques élémentaires en utilisant la chimie des acides nucléiques et la chimie click. Dans cette thèse, nous présenteront la synthèse de différents conjugués glycoclusters pseudo-sidérophore ainsi que leur efficacité à cibler LecA et LecB.The growth of multidrug resistance is one of the major public health issues of the 21st century. Pseudomonas aeruginosa (PA) ranks among the top five virulent bacterial pathogens. Many strategies have been developed to fight them and among them we investigated the use of glycoclusters to block PA virulence factors leading to the reduction of biofilm, adhesion and internalization. For this goal, we have particularly targeted the two soluble PA lectins: LecA and LecB that recognize specifically D-galactose and L-fucose respectively. Certain glycoclusters are able to decrease the biofilm formation of PAO1 strain and to reduce the internalization of PA in epithelial cells.On other hand, iron play an important role in growth and survival mechanisms in PA. In order to catch this mineral compound, microorganisms produce low molecular weight molecules named siderophores. Fe3+-siderophore complex is transported across membrane by sophisticated active transport. In goal to improve anti-infective activity of glycoclusters, it was imagined to combine glycoclusters with pseudo-siderophores. This «Trojan Horse» strategy could help glycoclusters to cross bacteria membrane and target the lectins that are located there. To this end, we have developed a synthesis strategy based on nucleic acid chemistry and click chemistry starting from simple building blocks. In this thesis, we will present the synthesis of these conjugates and their efficiency to target LecA and LecB

Synthèse de conjugués glycoclusters-sidérophores pour augmenter l’activité anti-infectieuse contre Pseudomonas aeruginosa

The growth of multidrug resistance is one of the major public health issues of the 21st century. Pseudomonas aeruginosa (PA) ranks among the top five virulent bacterial pathogens. Many strategies have been developed to fight them and among them we investigated the use of glycoclusters to block PA virulence factors leading to the reduction of biofilm, adhesion and internalization. For this goal, we have particularly targeted the two soluble PA lectins: LecA and LecB that recognize specifically D-galactose and L-fucose respectively. Certain glycoclusters are able to decrease the biofilm formation of PAO1 strain and to reduce the internalization of PA in epithelial cells.On other hand, iron play an important role in growth and survival mechanisms in PA. In order to catch this mineral compound, microorganisms produce low molecular weight molecules named siderophores. Fe3+-siderophore complex is transported across membrane by sophisticated active transport. In goal to improve anti-infective activity of glycoclusters, it was imagined to combine glycoclusters with pseudo-siderophores. This «Trojan Horse» strategy could help glycoclusters to cross bacteria membrane and target the lectins that are located there. To this end, we have developed a synthesis strategy based on nucleic acid chemistry and click chemistry starting from simple building blocks. In this thesis, we will present the synthesis of these conjugates and their efficiency to target LecA and LecB.La hausse du phénomène de multirésistance aux antibiotiques compte parmi les problèmes de santé publique majeur du XXIème siècle. Pseudomonas aeruginosa (PA) est classé dans le top cinq des bactéries les plus virulentes. Plusieurs stratégies ont été développées afin de combattre ces infections, parmi elles nous nous sommes intéressés à l'utilisation de glycoclusters pour bloquer les facteurs de virulence de PA conduisant à la réduction du biofilm, de l'adhésion et de l'internalisation. Dans cette optique, nous avons particulièrement ciblé les deux lectines solubles de PA : LecA et LecB, qui reconnaissent spécifiquement le D-galactose et le L-fucose respectivement. Certains glycoclusters sont capables d’inhiber partiellement la formation du biofilm chez la souche PAO1 et de réduire son internalisation dans les cellules épithéliales. D’autre part, le fer joue un rôle clé dans les mécanismes de développements et de survies chez PA. Afin de s’approvisionner en fer, le microorganisme a développé la production de petites molécules nommées sidérophores. Le complexe Fe3+-sidérophore est ensuite transporté dans la bactérie grâce à un transport actif sophistiqué. Dans le but d’augmenter l’activité anti-infectieuse des glycoclusters, il a été imaginé de combiner les glycoclusters à des dérivés pseudo-sidérophores. Cette stratégie de « Cheval de Troie » permettrait aux glycoclusters de traverser la paroi bactérienne et de cibler les lectines qui y sont localisées. Pour cela, nous avons développé une stratégie de synthèse reposant sur l’assemblage de briques élémentaires en utilisant la chimie des acides nucléiques et la chimie click. Dans cette thèse, nous présenteront la synthèse de différents conjugués glycoclusters pseudo-sidérophore ainsi que leur efficacité à cibler LecA et LecB

Thermolytic Reagents to Synthesize 5′- or 3′-Mono(thio)phosphate Oligodeoxynucleotides or 3′-modified oligodeoxynucleotides

International audienc

synthesis of modified Galacto‐ or Fuco‐Clusters Exploiting the Siderophore Pathway to Inhibit the LecA‐ or LecB‐Associated Virulence of Pseudomonas aeruginosa

International audienceGalacto- and fuco-clusters conjugated with one to three catechol or hydroxamate motifs were synthesised to target LecA and LecB lectins ofPseudomonas aeruginosa(PA) localised in the outer membrane and inside the bacterium. The resulting glycocluster-pseudosiderophore conjugates were evaluated as Trojan horses to cross the outer membrane of PA by iron transport. The data suggest that glycoclusters with catechol moieties are able to hijack the iron transport, whereas those with hydroxamates showed strong nonspecific interactions. Mono- and tricatechol galactoclusters (G1CandG3C) were evaluated as inhibitors of infection by PA in comparison with the free galactocluster (G0). All of them exhibited an inhibitory effect between 46 to 75 % at 100 mu M, with a higher potency thanG0. This result shows that LecA localised in the outer membrane of PA is involved in the infection mechanism

Glycoclusters with Additional Functionalities for Binding to the LecA Lectin from Pseudomonas aeruginosa

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Deciphering multivalent glycocluster–lectin interactions through AFM characterization of the self-assembled nanostructures

International audienc

Design and synthesis of galactosylated bifurcated ligands with nanomolar affinity for lectin lecA from pseudomonas aeruginosa

International audienceLectin A (LecA) from Pseudomonas aeruginosa is an established virulence factor. Glycoclusters that target LecA and are able to compete with human glycoconjugates present on epithelial cells are promising candidates to treat P. aeruginosa infection. A family of 32 glycodendrimers of generation 0 and 1 based on a bifurcated bis-galactoside motif have been designed to interact with LecA. The influences both of the central multivalent core and of the aglycon of these glycodendrimers on their affinity toward LecA have been evaluated by use of a microarray technique, both qualitatively for rapid screening of the binding properties and also quantitatively (Kd ). This has led to high-affinity LecA ligands with Kd values in the low nanomolar range (Kd =22 nm for the best one)