173
individu peut être confronté directement ou par l’intermédiaire d’un proche, à cette maladie. Aussi afin d’apporter de nouvelles solutions thérapeutiques, la recherche de nouveaux agents anticancéreux reste une priorité et mobilise de nombreux groupes de recherche.
Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse ont été menés dans ce sens. L’objectif a consisté à concevoir, synthétiser et évaluer de nouveaux agents anticancéreux capables de mimer le paclitaxel (Taxol®). Ce produit naturel à la structure chimique complexe est utilisé depuis de nombreuses années en clinique comme poison du fuseau mitotique pour le traitement de différents types de cancers.
La problématique de ce sujet de recherche était la suivante : Est-il possible de remplacer le cycle taxane par un motif plus simple tout en conservant une activité satisfaisante comparable à celle du paclitaxel ?
Deux stratégies, basées sur l’utilisation d’un acide aminé cyclique, la proline, ont été développées dans le cadre ce programme de recherche.
Pour la première approche, la proline a été utilisée comme fragment chimique afin d’identifier par modélisation moléculaire des composés susceptibles de superposer le cycle taxane et d’orienter correctement dans l’espace deux pharmacophores identifiés comme indispensable à l’activité du paclitaxel. Trois séries de mimes du paclitaxel ont ainsi été synthétisées. Parmi ceux-ci, le composé spirocyclique FG3-1 a montré une activité cytotoxique sur les trois lignées tumorales étudiées à une concentration voisine de 10 M. Ce composé s’est révélé être une molécule très soluble dans un milieu FaSSIF ce qui a permis de l’évaluer à une forte concentration (500 M) dans un test de polymérisation de la tubuline. Dans ces conditions, le composé FG3-1 n’a pas montré d’induction de la polymérisation de la tubuline en microtubules, dissociant la cytotoxicité observée du mécanisme d’action attendu.
La seconde approche a également utilisé la modélisation moléculaire pour évaluer le potentiel d’une matrice peptidique cyclique basée sur l’utilisation de la proline comme mime du paclitaxel. Le composé CTP-3, portant la chaîne latérale du docétaxel, a montré une activité cytotoxique spécifique sur la lignée tumorale de cancer du sein (MCF-7) à une concentration de 30 M sans toutefois montrer d’induction de la polymérisation de la tubuline.
174
problématique soulevée précédemment. Mimer un produit naturel aussi élaboré que le paclitaxel avec une petite molécule est un challenge complexe qui reste encore à relever. Des hypothèses peuvent être avancées pour expliquer le manque d’activité des différents mimes synthétisés et de nouvelles pistes de recherches proposées.
Les mimes présentés ont été conçus sur la base de deux pharmacophores essentiels à l’activité du paclitaxel, la chaîne latérale phénylisosérine et le groupement benzoate. Toutefois, d’autres motifs importants (acétate porté par l’atome de carbone C4, le cycle oxétane) sont absents ce qui nuit vraisemblablement à l’activité de ces composés.
La solubilité des composés synthétisés s’est avérée être bonne mais la perméabilité membranaire n’a pas été évaluée. Une faible pénétration cellulaire pourrait être un facteur limitant pour accéder à la tubuline.
L’activité du paclitaxel dépend de sa capacité à lier la tubuline et à stabiliser les microtubules. Cette molécule occupe un volume important (803.5 Å3 etTSPA de 229.21 Å2) dans le site de liaison de la protéine ce qui lui permet de déplacer des molécules d’eau vers la lumen des microtubules et ainsi renforcer son énergie libre de liaison (ΔG) principalement en raison d’un gain enthalpique et d’une désolvatation. Les structures simplifiées, plus petites, n’ont pas ces capacités. Des mimes qui occuperaient un volume plus petit (418.6 Å3 etTPSA de 87.6 Å2 pour le composé FG3-1) dans le site de liaison de la tubuline seraient-ils en mesure de se lier de la même manière que le paclitaxel ?
Ces différents éléments sont autant d’hypothèses pour tenter d’expliquer les résultats obtenus. Une nouvelle approche pourrait être envisagée dans le cadre de la recherche d’un mime du paclitaxel. Celle-ci consisterait à considérer plus particulièrement le site de liaison des taxanes et non le ligand. Il serait nécessaire d’utiliser les interactions du paclitaxel ainsi que celles des épothilones, du discodermolide et de la dyctyostatine qui se lient dans le même site de liaison de la protéine. Ceci permettrait de définir des pharmacophores communs et spécifiques pour concevoir de nouveaux mimes.
Une approche fragment, non plus basée sur la modélisation moléculaire et la superposition du ligand mais sur l’utilisation de méthodes biophysiques d’identification de petits motifs chimiques, pourrait également être envisagée.
175
nouveaux axes de recherche. Dans cette optique, la matrice cyclo(4-OH-L-Pro-4-OH-D-Pro-4-OH-D-Pro) a été synthétisée. Cette matrice pourrait servir de squelette peptidique cyclique capable de lier par l’intermédiaire des 3 fonctions hydroxyles (liaison ester ou éther) des petites molécules ou des peptides possédant une activité thérapeutique. Des travaux sont actuellement en cours au sein de notre équipe pour fonctionnaliser cette matrice.
Je tiens à souligner que ce travail de thèse aura été l’occasion de rencontrer, d’échanger avec des personnes venant d’horizons différents et ainsi d’élargir ma culture scientifique. Ce travail de thèse aura, également, été l’occasion d’apprendre et de transmettre. Ma plus grande satisfaction restera sans doute d’avoir partagé des connaissances, de l’expérience et de la passion avec tous les étudiants qui ont travaillé avec moi sur ce sujet et sans qui ce manuscrit ne serait pas ce qu’il est.