Isolation of drugs active against mammalian prions using a yeast-based screening assay

Abstract

We have developed a rapid, yeast-based, two-step assay to screen for antiprion drugs. The method allowed us to identify several compounds effective against budding yeast prions responsible for the [PSI+] and [URE3] phenotypes. These inhibitors include the kastellpaolitines, a new class of compounds, and two previously known molecules, phenanthridine and 6-aminophenanthridine. Two potent promoters of mammalian prion clearance in vitro, quinacrine and chlorpromazine, which share structural similarities with the kastellpaolitines, were also active in the assay. The compounds isolated here were also active in promoting mammalian prion clearance. These results validate the present method as an efficient high-throughput screening approach to identify new prion inhibitors and furthermore suggest that biochemical pathways controlling prion formation and/or maintenance are conserved from yeast to humans.

Chémobiologie à l’happy hour

“…Cependant, à la différence du niveau élevé de sécurité nécessaire pour les prions, ce qui valide la levure, tant comme outil de criblage que comme modèle pour étudier la biologie des prions. Ces résultats ont également constitué la première indication fonctionnelle de la conservation d'au moins une partie des mécanismes de « prionisation » de la levure aux mammifères [15]. De ce fait, nous avons entrepris différentes études de criblage inverse afin d'identifier les cibles cellulaires de la 6AP et du GA (deux de nos molécules antiprion les plus actives), et donc ces mécanismes de « prionisation » conservés.…”

“…De plus, il existe des systèmes rapporteurs permettant de suivre aisément les phénotypes prion chez la levure. En nous basant sur ces avantages expérimentaux, nous avons développé un test cellulaire simple de criblage basé sur les prions de levure [15,16]. Le pari initial était que les mécanismes contrôlant les prions étaient conservés de la levure à l'homme.…”

“…En utilisant ce test, constitué de deux étapes successives basées respectivement sur les prions [PSI + ] et [URE3], nous avons criblé plus de 15 000 molécules et isolé des molécules actives contre les prions de levure. Ces molécules se sont ensuite avérées actives contre le prion de mammifère PrP Sc en culture cellulaire et aussi in vivo, dans un modèle murin de maladies à prion [15,[22][23][24][25][26]. Ainsi, des molécules peuvent être actives à travers les règnes contre tous (Figure 4).…”

The NatA Acetyltransferase Couples Sup35 Prion Complexes to the [PSI+] Phenotype

“…To determine the generality of this effect, we next monitored the phenotype of a second yeast prion, [URE3], using a DAL5 promoter-driven ADE2 reporter in wild-type and NatA mutant strains (Bach et al, 2003). [URE3] is a selfpropagating form of the Ure2 protein, a factor that normally mediates nitrogen catabolite repression through the Gln3 transcriptional activator (Blinder et al, 1996).…”

“…However, the NAT1 or ARD1 disruptions cosegregated with adenine auxotrophy in 100% of tetrads analyzed (11 or 16 tetrads, respectively), indicating tight linkage. Together, these observations suggest that NatA function is required for [PSI ϩ ] strains to display the prion phenotype.To determine the generality of this effect, we next monitored the phenotype of a second yeast prion, [URE3], using a DAL5 promoter-driven ADE2 reporter in wild-type and NatA mutant strains (Bach et al, 2003). [URE3] is a selfpropagating form of the Ure2 protein, a factor that normally mediates nitrogen catabolite repression through the Gln3 transcriptional activator (Blinder et al, 1996).…”