L’inhibition des enzymes digestives induit l’intolérance des carbohydrates, la satiété et la perte de poids et prolonge le vide gastrique. Ils ont ainsi un potentiel thérapeutique pour le traitement de l’obésité et du diabète non insulinodépendant. Les niveaux de glucose des diabétiques peuvent être contrôlés après des repas par l’administration d’un inhibiteur de ces enzymes tel que l’acarbose [56]. Il est intéressant d’élargir l’espace chimique des produits qui ont la capacité de bloquer l’activité de l’α-amylases et l’α-glucosidase à des doses qui sont facilement assimilables par l’intestin.
Les résultats de l’activité antidiabétique de nos produits de synthèse ont été exprimés en pourcentage d’inhibition d’enzymes étudiés selon les formules déjà décrites dans la partie méthodes. La valeur IC50 a été déterminée pour chaque produit, et elle exprime la concentration efficace d’un inhibiteur, nécessaire pour la réduction de 50% d’une réaction enzymatique où le binding (ou liaison) est réduit à moitié [57].
Nous avons testé nos produits en commençant avec une concentration de 45mmol/L, puis nous avons diminué la concentration jusqu’à ce que le pourcentage d’inhibition de chaque produit est devenu inférieur à 50%. Ceux qui présentaient un pourcentage d’inhibition inférieur à 50% à la concentration initiale 45mmol/L sont considérés non actifs.
i) α-Glucosidase :
Le pouvoir inhibiteur de l'α-glucosidase des dérivés d’acétambides et de l'Acarbose pris comme référence, est présenté dans le tableau VIII. L'effet inhibiteur de l'α-glucosidase est très remarquable pour les molécules 1a, 6a, 7a, particulièrement le produit 1a qui présente une IC50 de 46.68 ± 3.46 μmol/mL significativement plus puissant que les autres molécules. Cependant, les autres produits possèdent des modestes taux d’inhibition de l'α-glucosidase.
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Tableau VIII: Les valeurs IC50 de l’α-Glucosidase des dérivés d’acétamide testés 1a-9a.
Composés testés IC50 α-glucosidase (µmol/ml)
1a 46.68 ± 3.46 2a 160.9 ± 2.54 3a 110.9 ± 1.63 4a 174.9 ± 1.46 5a >500 6a 89.19 ± 0.28 7a 89.10 ± 1.04 8a >500 9a >500 acarbose 98.12±2.10
Concernant les dérives de l’azido-acétamide 1b-9b. Les résultats de l’évaluation de l’inhibition d’α-Glucosidase montrent des concentrations d’inhibition supérieure à 100 μmol/ml à l’exception des produits 3b et 7b qui possèdent des IC50 de l’ordre de 82.85± 0.61 et 25.44±2.70 μmol/ml successivement, montrant une forte inhibition de l’α-Glucosidase. (Tableau IX)
Tableau IX: Les valeurs IC50 des dérivés d’azido-acétamides pour l’inhibition de l’ α-Glucosidase.
Composés testés IC50 α-glucosidase (μmol/ml)
1b >500 2b 114.7 ±1.87 3b 82.85± 0.61 4b 131.1±1.36 5b >500 6b >500 7b 25.44 ± 2.70 8b >500 9b >500 Acarbose 98.12±2.10
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Les figures 33 et 34 permettent de révéler une hétérogénéité des valeurs de l’IC50 entre les différents composés testés aussi bien entre les produits des deux séries que entre les produits de la même série ce qui montre l’importance de la relation structure-activité (RSA). Ainsi, pour la série des chloro-acétamides, la présence des substituants en position para diminuent le pourcentage d’inhibition, en particulier lorsque il s’agit d’un hétéroatome ou d’un groupement électro attracteur par effet mésomère -M. La comparaison entre les dérivés d’acétamides des deux séries testés montre que la substitution du chlore par l’azoture a conduit à une diminution de l’activité inhibitrice de l’α-glucosidase.
61 1b 2b 3b 4b 5b 6b 7b
acar
bose 9b 8b
Figure 34: Effet inhibiteur des dérivés de l’azido-acétamide sur l’α-Glucosidase (NA : non actif)
ii) α-amylase :
Le pouvoir inhibiteur de l'α-amylase des dérivés d’acétamides et de l'acarbose est présenté dans les tableaux X-XI. L'effet inhibiteur de l'α-glucosidase est très remarquable pour les molécules 3a et 5a, dont les IC50 sont de l’ordre de 24.08 ± 0.95 pour 3a et 39.97 ±4.85 μmol/ml pour 5a significativement plus puissant que les autres molécules. Alors que, les autres produits possèdent des taux d’inhibition de l'α-amylase variant entre 87.31 et 187.74 μmol/ml.
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Tableau X: Les valeurs IC50 des dérivés d’acétamides pour l’inhibition de l’ α-amylase.
Composés testés IC50 α-amylase (µmol/ml)
1a >500 2a >500 3a 24.08 ±0.952 4a 108.8 ±0.264 5a 39.97 ± 4.85 6a 176.12 ± 0.50 7a 187.74 ± 0.70 8a 176.60 ± 0.15 9a 87.31 ± 0.18 Acarbose 126.5 ±1.72
Pour les dérives de la deuxième série, les azido-acétamides 1b-9b Les résultats obtenus lors de l’évaluation de l’effet inhibiteur de l’α-amylase des dérives de l’azido-acétamide montrent une diminution de l’effet anti hyperglycémiant après substitution du chlore par l’azoture. Néanmoins, les molécules 1b, 3b et 9b présentent des concentrations inhibitrices moyennes varient entre IC50 101.6 ±0.258, 160.9 ± 0.524 et 243 ±0.55 respectivement (Figure 35-36). Tandis que le dérivé 5b montre un pouvoir inhibiteur très intéressant qui dépasse l’acarbose pris comme référence. Ce qui suggère une meilleure activité.
Tableau XI: Les valeurs d’IC50 d’inhibition de l’ α-amylase par les dérivés d’azido-acétamides.
SERIE IC50 α-amylase (μmol/ml)
1b 101.6 ±0.258 2b >500 3b 160.9 ± 0.524 4b >500 5b 59.56 ±0.588 6b >500 7b >500 8b >500 9b 243.3 ±0.55 Acarbose 126.5±1.72
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Figure 35: Effet inhibiteur des dérivés du chloro-acétamide sur l’α-amylase (NA : non actif).
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La comparaison des résultats obtenus in vitro et in silico permet de mettre en évidence une concordance des résultats et que les produits testés possèdent un potentiel thérapeutique anti-hyperglycémiant. Sauf que, les produits les plus actifs in silico sont le 9a et le 9b alors que les résultats obtenus in vitro ont démontré que les produis 1a et 7b sont les plus actifs sur l’α-glucisidase. Cette discordance des résultats peut être expliquée par la fixation des produits 9a et /ou 9b sur plusieurs sites des récepteurs (l’α-glucosidase ou l’α-amylase) grâce à leur forte interaction (plusieurs liaisons hydrogènes envisageables) conduisant à une rétention des produits, diminuant ainsi leur concentration au centre actif. L’analyse par amarrage moléculaire nous a permis d’une part de déceler cette forte adhérence du produit 9a à plusieurs sites actifs (interaction avec les résidus Asp327 (3.11) Arg411 (2.82)). alors que le produit 1a interagis directement avec le résidu clé Gln256 a une faible distance de l’ordre de 2.97 A° ce qui explique son inhibition élevée des enzymes en question avec des concentration plus faibles .
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4. Conclusion
La régulation de la glycémie postprandiale joue un rôle très important dans le traitement du diabète et la prévention des complications diabétiques. Or, les agents pharmacologiques couramment utilisés dans le traitement de l'hyperglycémie comme
l'Acarbose sont souvent associés à des effets secondaires. Ceci nous a poussé à concevoir de nouvelles molécules susceptibles de présenter des propriétés antidiabétiques similaires et avec moins d’effets secondaires.
Le présent travail consiste dans un premier temps à une prédiction de l’activité de quelques dérivés à motif acétamide in silico en utilisant des techniques de conception rationnelle avant de procéder à la synthèse et la caractérisation des ces molécules. Cette démarche nous a permis de suggérer une activité antihyperglycémiante intéressante de nos produits.
Dans un deuxième temps nous avons testé leur effet sur la glycémie à travers l’étude de leur pouvoir inhibiteur d’α-amylase et d’ α-glucosidase in vitro. En fait, la présence des molécules inhibent les deux enzymes. Ce qui confirme que dérivés d’acétamide sont responsables d’une activité anti-hyperglycémiante, ce qui soutient et concorde avec les résultats obtenu in silico.
En particulier, les produits 1a et 7b ont démontré in vitro et in silico une forte inhibition de glucosidase alors que les produits 3a, 5a et 5b présentent une forte inhibition de l’α-amylase. Une meilleure activité a été remarquée en présence du chlore sur la chaine aliphatique, cette activité diminue pour les composés para substitués par des groupements électro-attracteurs (NO2).
Ainsi, une amélioration structurale du produit permettra d’envisager la conception d’autres molécules avec un taux d’inhibition plus élevé et une faible toxicité.
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