Chemical Genetics Identify eIF2α Kinase Heme Regulated Inhibitor as Anti-Cancer Target

Translation initiation plays a critical role in cellular homeostasis, proliferation, differentiation and malignant transformation. Consistently, increasing the abundance of the eIF2·GTP·Met-tRNAi translation initiation complex transforms normal cells and contributes to cancer initiation and the severity of some anemia. The chemical modifiers of the eIF2·GTP·Met-tRNAi ternary complex are therefore invaluable tools for studying its role in the pathobiology of human disorders and for determining if this complex can be pharmacologically targeted for therapeutic purposes. Using a cell based assay, we identified N,N’-diarylureas as novel inhibitors of the ternary complex abundance. Direct functional-genetics and biochemical evidence demonstrated that the N,N’-diarylureas activate heme regulated inhibitor kinase, thereby phosphorylate eIF2α and reduce abundance of the ternary complex. Using tumor cell proliferation in vitro and tumor growth in vivo as paradigms, we demonstrate that N,N’-diarylureas are potent and specific tools for studying the role eIF2·GTP·Met-tRNAi ternary complex in the pathobiology of human disorders

Synthesis and SAR study of novel 3,3-diphenyl-1,3-dihydroindol-2-one derivatives as potent eIF2·GTP·Met-tRNAiMet ternary complex inhibitors

International audienceThe growing recognition of inhibition of translation initiation as a new and promising paradigm for mechanism-based anti-cancer therapeutics is driving the development of potent, specific, and druggable inhibitors. The 3,3-diaryloxindoles were recently reported as potential inhibitors of the eIF2·GTP·Met-tRNAi(Met) ternary complex assembly and 3-{5-tert-butyl-2-hydroxyphenyl}-3-phenyl-1,3-dihydro-2H-indol-2-one #1181 was identified as the prototypic agent of this chemotype. Herein, we report our continuous effort to further develop this chemotype by exploring the structural latitude toward different polar and hydrophobic substitutions. Many of the novel compounds are more potent than the parent compound in the dual luciferase ternary complex reporter assay, activate downstream effectors of reduced ternary complex abundance, and inhibit cancer cell proliferation in the low μM range. Moreover, some of these compounds are decorated with substituents that are known to endow favorable physicochemical properties and as such are good candidates for evaluation in animal models of human cancer

Selective C-Acylation of 2-Aminoimidazo[1,2- a ]pyridine: Application to the Synthesis of Imidazopyridine-Fused [1,3]Diazepinones

International audienc

Chemical genetics identify eIF2α kinase heme-regulated inhibitor as an anticancer target

Translation initiation plays a critical role in cellular homeostasis, proliferation, differentiation and malignant transformation. Consistently, increasing the abundance of the eIF2–GTP–tRNAi Met translation initiation complex transforms normal cells and contributes to cancer initiation and the severity of some anemias. The chemical modifiers of the eIF2–GTP–tRNAi Met ternary complex are therefore invaluable tools for studying its role in the pathobiology of human disorders and for determining whether this complex can be pharmacologically targeted for therapeutic purposes. Using a cell-based assay, we identified N,N9-diarylureas as unique inhibitors of ternary complex accumulation. Direct functional-genetic and biochemical evidence demonstrated that the N,N9-diarylureas activate heme-regulated inhibitor kinase, thereby phosphorylating eIF2a and reducing the abundance of the ternary complex. Using tumor cell proliferation in vitro and tumor growth in vivo as paradigms, we demonstrate that N,N9-diarylureas are potent and specific tools for studying the role of eIF2–GTP–tRNAi Met ternary complex in the pathobiology of human disorders.</p

Agonism, Antagonism, and Inverse Agonism Bias at the Ghrelin Receptor Signaling

International audienceThe G protein-coupled receptor GHS-R1a mediates ghrelin-induced growth hormone secretion, food intake, and reward-seeking behaviors. GHS-R1a signals through Gq, Gi/o, G13, and arrestin. Biasing GHS-R1a signaling with specific ligands may lead to the development of more selective drugs to treat obesity or addiction with minimal side effects. To delineate ligand selectivity at GHS-R1a signaling, we analyzed in detail the efficacy of a panel of synthetic ligands activating the different pathways associated with GHS-R1a in HEK293T cells. Besides β-arrestin2 recruitment and ERK1/2 phosphorylation, we monitored activation of a large panel of G protein subtypes using a bioluminescence resonance energy transfer-based assay with G protein-activation biosensors. We first found that unlike full agonists, Gq partial agonists were unable to trigger β-arrestin2 recruitment and ERK1/2 phosphorylation. Using G protein-activation biosensors, we then demonstrated that ghrelin promoted activation of Gq, Gi1, Gi2, Gi3, Goa, Gob, and G13 but not Gs and G12. Besides, we identified some GHS-R1a ligands that preferentially activated Gq and antagonized ghrelin-mediated Gi/Go activation. Finally, we unambiguously demonstrated that in addition to Gq, GHS-R1a also promoted constitutive activation of G13. Importantly, we identified some ligands that were selective inverse agonists toward Gq but not of G13. This demonstrates that bias at GHS-R1a signaling can occur not only with regard to agonism but also to inverse agonism. Our data, combined with other in vivo studies, may facilitate the design of drugs selectively targeting individual signaling pathways to treat only the therapeutically relevant function

N-Terminal Liver-Expressed Antimicrobial Peptide 2 (LEAP2) Region Exhibits Inverse Agonist Activity toward the Ghrelin Receptor

The ghrelin receptor or growth hormone secretagogue receptor (GHSR) is a G-protein-coupled receptor that controls growth hormone and insulin secretion, food intake, and reward-seeking behaviors. Liver-expressed antimicrobial peptide 2 (LEAP2) was recently described as an endogenous antagonist of GHSR. Here, we present a study aimed at delineating the structural determinants required for LEAP2 activity toward GHSR. We demonstrate that the entire sequence of LEAP2 is not necessary for its actions. Indeed, the N-terminal part alone confers receptor binding and activity to LEAP2. We found that both LEAP2 and its N-terminal part behave as inverse agonists of GHSR and as competitive antagonists of ghrelin-induced inositol phosphate production and calcium mobilization. Accordingly, the N-terminal region of LEAP2 is able to inhibit ghrelin-induced food intake in mice. These data demonstrate an unexpected pharmacological activity for LEAP2 that is likely to have an important role in the control of ghrelin response under normal and pathological conditions.Fil: M'Kadmi, Céline. Université Montpellier II; FranciaFil: Cabral, Agustina Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; ArgentinaFil: Barrile, Franco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; ArgentinaFil: Giribaldi, Julien. Université Montpellier II; FranciaFil: Cantel, Sonia. Université Montpellier II; FranciaFil: Damian, Marjorie. Université Montpellier II; FranciaFil: Mary, Sophie. Université Montpellier II; FranciaFil: Denoyelle, Séverine. Université Montpellier II; FranciaFil: Dutertre, Sébastien. Université Montpellier II; FranciaFil: Péraldi Roux, Sylvie. Université Montpellier II; FranciaFil: Neasta, Jérémie. Université Montpellier II; FranciaFil: Oiry, Catherine. Université Montpellier II; FranciaFil: Banères, Jean Louis. Université Montpellier II; FranciaFil: Marie, Jacky. Université Montpellier II; FranciaFil: Perello, Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; ArgentinaFil: Fehrentz, Jean Alain. Université Montpellier II; Franci

Development of a novel fluorescent ligand of growth hormone secretagogue receptor based on the N-Terminal Leap2 region

Liver-expressed antimicrobial peptide 2 (LEAP2) was recently recognized as an endogenous ligand for the growth hormone secretagogue receptor (GHSR), which also is a receptor for the hormone ghrelin. LEAP2 blocks ghrelin-induced activation of GHSR and inhibits GHSR constitutive activity. Since fluorescence-based imaging and pharmacological analyses to investigate the biology of GHSR require reliable probes, we developed a novel fluorescent GHSR ligand based on the N-terminal LEAP2 sequence, hereafter named F-LEAP2. In vitro, F-LEAP2 displayed binding affinity and inverse agonism to GHSR similar to LEAP2. In a heterologous expression system, F-LEAP2 labeling was specifically observed in the surface of GHSR-expressing cells, in contrast to fluorescent ghrelin labeling that was mainly observed inside the GHSR-expressing cells. In mice, centrally-injected F-LEAP2 reduced ghrelin-induced food intake, in a similar fashion to LEAP2, and specifically labeled cells in GHSR-expressing brain areas. Thus, F-LEAP2 represents a valuable tool to study the biology of GHSR in vitro and in vivo.Fil: Barrile, Franco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; ArgentinaFil: M'Kadmi, Céline. Université Montpellier II; FranciaFil: de Francesco, Pablo Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; ArgentinaFil: Cabral, Agustina Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; ArgentinaFil: Garcia Romero, Guadalupe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; ArgentinaFil: Mustafá, Emilio Román. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; ArgentinaFil: Cantel, Sonia. Université Montpellier II; Francia. Centre National de la Recherche Scientifique; FranciaFil: Damian, Marjorie. Université Montpellier II; FranciaFil: Mary, Sophie. Université Montpellier II; FranciaFil: Denoyelle, Séverine. Université Montpellier II; FranciaFil: Banères, Jean Louis. Université Montpellier II; FranciaFil: Marie, Jacky. Université Montpellier II; FranciaFil: Raingo, Jesica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; ArgentinaFil: Fehrentz, Jean Alaín. Université Montpellier II; FranciaFil: Perello, Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB | Universidad Nacional de La Plata. Instituto Multidisciplinario de Biología Celular. Grupo Vinculado al IMBICE - Grupo de Biología Estructural y Biotecnología - Universidad Nacional de Quilmes - GBEyB; Argentin

N-terminal LEAP2 region exhibits inverse agonist activity toward the ghrelin receptor

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N-terminal LEAP2 region exhibits inverse agonist activity toward the ghrelin receptor

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