permis de déterminer la stéréochimie (S) de l’eutomère de 191, 191-E1.
Dans un deuxième temps, nous avons conçu et synthétisé plusieurs composés particulièrement actifs, basés sur le composé 191. Outre ce dernier, les analogues 278, 284 et 287 possèdent tous des IC50 inférieurs à 5 nM et représentent donc des candidats thérapeutiques
intéressants dans cette deuxième famille. De la même façon que pour ITB9, ces composés ont fait l’objet d’un brevet41 mais n’ont pas été exploités plus avant ; en particulier, l’étude de leur stabilité
chimique et métabolique ainsi que des premiers tests pharmacocinétiques devraient être conduits. Le potentiel de ces composés reste toutefois entier, dans la mesure où ils constituent une famille alternative à celle d’ITB9 et possédant a priori un mode d’action différent.
Enfin, une sonde photoactivable 288, dérivée de 191 et basée sur les conclusions des études SAR, a été synthétisée. Malgré une activité modérée (IC50 [288] = 13 µM), cette sonde a mené au
marquage spécifique de deux protéines P4 et P7 – et éventuellement de deux autres, P5 et P6. Il est
intéressant de constater qu’à première vue, certaines de ces protéines sont différentes de celles marquées par la sonde 166 dérivée d’ITB2, synthétisée par le Dr. Waltz au cours de sa thèse. Par ailleurs, un premier essai de purification sur billes d’agarose-streptavidine a conduit à l’obtention d’un profil de gel satisfaisant dans la région de la protéine P7, pouvant conduire à l’identification de
cette dernière. La prolongation de ces expériences – purification, isolement et identification en spectrométrie de masse – pourrait à terme mener à la découverte de nouvelles protéines ayant un rôle dans le transport de l’iode. Celles-ci, si elles sont confirmées et originales, ouvrent la voie à de nouvelles cibles thérapeutiques ainsi qu’à une meilleur connaissance des mécanismes biologiques régissant le transport de l’iode dans la glande thyroïde.
Chapitre IV – Etude du composé ITB2
169
Références bibliographiques
1 Lecat-Guillet N, Merer G, Lopez R, Pourcher T, Rousseau B, Ambroise Y, ChemBioChem 2008, 9, 889-895 2
Verhaeghe E, “Etude des mécanismes d’accumulation de l’iode chez l’algue brune Laminaria Digitata et chez les mammifères”, 2007, Université Paris XI, Service de Chimie Bioorganique et de Marquage, CEA-Saclay
3
Waltz F, “Etude du transport de l’iode par chémogénomique”, 2011, Université Paris XI, Service de Chimie Bioorganique et de Marquage, CEA-Saclay
4 Yamashita T, Kawai N, Tokuyama H, Fukuyama T, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15038-15039 5
Tamayo NA, Bo Y, Gore V, Ma V, Nishimura N, Tang P, Deng H, Klionsky L, Lehto SG, Wang W, Youngblood B, Chen J, Correll TL, Bartberger MD, Gavva NR, Norman RH, J. Med. Chem. 2012, 55, 1593-1611
6 Jayaraman M, Fox BM, Hollingshead M, Kohlhagen G, Pommier Y, Cushman M, J. Med. Chem. 2002, 45, 242-249 7
Tsou HR, Liu X, Birnberg G, Kaplan J, Otteng M, Tran T, Kuterer K, Tang Z, Suayan R, Zask A, Ravi M, Bretz A, Grillo M, McGinnis JP, Rabindran SK, Ayral-Kaloustian S, Mansour TS, J. Med. Chem. 2009, 8, 2289-2310
8
Bischler A, Napieralski B, Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1893, 2, 1903-1908
9
Patil R, Patil S, Wang XD, Ma F, Orr WE, Li W, Yates CR, Geisert EE, Miller DD, Med. Chem. Res. 2011, 20, 131-137
10 Bridoux A, Millet R, Pommery J, Pommery N, Henichart JP, Bioorg. Med. Chem. 2010, 11, 3910-3924 11
Plattner JJ, Herbert CA, Tretter JR, 1977, US4001263
12
Singh V, Hutait S, Biswas S, Batra S, Eur. J. Org. Chem. 2010, 3, 531-539
13 Panarese JD, Waters SP, Org. Lett. 2010, 18, 4086-4089 14
Dong J, Shi XX, Yan JJ, Xing J, Zhang Q, Xiao S, Eur. J. Org. Chem. 2010, 36, 6987-6992
15
Faust R, Garrat PJ, Yeh LK, Tsotinis A, Panoussopoulou M, Calogeropoulou T, Teh MT, Sugden D, J. Med. Chem. 2000, 6, 1050-1061
16
Thorsett ED, pp. 257-268 in Actualités de Chimie Thérapeutique, Combet-Farnoux C, Société de Chimie Thérapeutique, Châtenay-Malabry
17
Yeung BKS, Zou B, Rottmann M, Lakshminarayana SB, Ang SH, Leong SY, Tan J, Wong J, Keller-Maerki S, Fischli C, Goh A, Schmitt EK, Krastel P, Francotte E, Kuhen K, Plouffe D, Henson K, Wagner T, Winzeler EA, Petersen F, Brun R, Dartois V, Diagana TT, Keller TH, J. Med. Chem. 2010, 14, 5155-5164
18
a) Liu Y, Shang D, Zhou X, Liu X, Feng X, Chem. Eur. J. 2009, 9, 2055-2058 ; b) Burm BEA, Gremmen C, Wanner MJ, Koomen GJ, Tetrahedron 2001, 10, 2039-2050
19
Hagihara M, Komori KI, Sunamoto H, Nishida H, Matsugi T, Nakajima T, Hatano M, Kido K, Hara H, EP1679308, 2006
20 Maryanoff BE, Zhang HC, Cohen JH, Turchi IJ, Maryanoff CA, Chem. Rev. 2004, 104, 1431-1628 21
Wang YF, Song ZB, Chen CX, Peng JS, Sci. Chin. Chem. 2010, 3, 562-568
22
Yamanaka E, Shibata N, Sakai S, Heterocycles 1984, 2, 371-375
23
Hu B, Ellingboe J, Gunawan I, Han S, Largis E, Li Z, Malamas M, Melvey R, Oliphant A, Sum FW, Tillett J, Wong V, Bioorg. Med. Chem. Lett. 2001, 11, 575-760
24
Abou-Gharbia M, Patel UR, Webb MB, Moyer JA, Andree TH, Muth EA, J. Med. Chem. 1987, 10, 1818-1823
25
Wünsch B, Zott M, Liebigs Ann. Chem. 1992, 39
26
Larghi EL, Kaufman TS, Eur. J. Org. Chem. 2011, 27, 5195-5231
27 Guiso M, Marra C, Cavarischia C, Tetrahedron Lett. 2001, 42, 6531 28
Guiso M, Bianco A, Marra C, Cavarischia C, Eur. J. Org. Chem. 2003, 3407
29
Bouguerne B, Hoffmann P, Lherbet C, Synth. Comm. 2010, 40, 915-926
30
Bouguerne B, Lherbet C, Baltas M, Lett. Org. Chem. 2010, 6, 420-423
31
Danieli B, Lesma G, Passarella D, Silvani A, Tetrahedron Lett. 2000, 41, 3489
32
Jirkovsky I, Humber LG, Noureldin R, J. Het. Chem. 1975, 5, 937-940
33
Lemaire S, Willemsens B, Markó IE, Synlett 2007, 5, 709-712
34
Demerson CA, Humber LG, Dobson TA, Martel RR, J. Med. Chem. 1975, 2, 189-191
35
a) Katz AH, Demerson CA, Shaw CC, Asselin AA, Humber LG, Conway KM, Gavin G, Guinosso C, Jensen NP, Mobilio D & al. J. Med. Chem 1988, 6, 1244-1250 b) Chau TT, Weichman BM, J. Pharmacol. Exp. Therap. 1989, 3, 907-915
36
Chapitre IV – Etude du composé ITB2 170 37 Mullane JF, US4742076, 1988 38
p. 182, “Vinylogues and benzologues” in The Practice of Medicinal Chemistry, Wermuth GC, 2003, Elsevier, ISBN : 0-12- 744481-5
39 Gu SX, Li ZM, Ma XD, Yiang SQ, He QQ, Chen FE, De Clerck E, Balzarini J, Pannecouque C, Eur. J. Med. Chem. 2012,
53, 229-234
40 Ueki M, Amemiya M, Tet. Lett. 1987, 28, 6617-6620
41
Chapitre V – A la recherche de nouvelles familles d’inhibiteurs…
171
Chapitre V : A la recherche de nouvelles
familles d’inhibiteurs…
A la suite des résultats biologiques obtenus sur les analogues d’ITB9 de première génération (chapitre III, partie 3), une collaboration a été entamée avec l’équipe du Dr. Iorga, visant à découvrir de nouvelles familles de molécules actives sur le transport de l’iode à l’aide des outils de modélisation moléculaire. Les années 2000 ont vu en effet l’émergence d’approches in silico ayant pour but de concevoir de nouvelles molécules actives, en complément des méthodes « classiques » (criblage haut-débit, optimisation de molécules existantes…);1,2 ces différentes méthodes assistées par ordinateur peuvent être classées en deux types généraux : 3,4
- L’approche « structure-based » repose sur la conception de nouveaux ligands en fonction de la structure connue de la cible ou du récepteur biologique.
- L’approche « ligand-based » consiste en revanche à construire à partir d’une famille de ligands d’activités connues un modèle pharmacophorique de la cible biologique. Ce dernier est composé d’un arrangement tridimensionnel de plusieurs fragments nécessaires à l’activité, déterminés en fonction des résultats biologiques de la famille de ligands connus. Des librairies de composés peuvent ensuite être criblées virtuellement afin de découvrir de nouvelles têtes de file. Ce type d’approche est le seul utilisable dans notre cas, car la structure de la cible biologique est inconnue.
Les activités biologiques de 126 analogues d’ITB9 déterminées dans le chapitre III serviront ainsi à concevoir un modèle pharmacophorique. Ce dernier sera ensuite « criblé » virtuellement sur deux chimiothèques commerciales, afin de trouver de nouveaux composés actifs in silico, qui seront validés expérimentalement. Ceux-ci pourront servir de têtes de file pour une nouvelle optimisation. Cette démarche a été utilisée notamment pour découvrir cinq nouveaux composés actifs sur une lignée cellulaire LNCaP (cancer de la prostate) par criblage sur les chimiothèques Maybridge et NCI5 et cinq nouveaux inhibiteurs de la tyrosine phosphatase h-PTP 1B par criblage sur la chimiothèque NCI.6
1. Détermination d’un modèle pharmacophorique d’ITB
9Le modèle pharmacophorique a été généré par le Dr. Georgiana SURPATEANU (Equipe cristallochimie, Institut de Chimie des Substances Naturelles, Gif-sur-Yvette) grâce au logiciel
Chapitre V – A la recherche de nouvelles familles d’inhibiteurs…
172
HypoGen. Pour chacun des 126 composés de la famille, plusieurs conformères sont générés par minimisation d’énergie en utilisant le champ de force CHARMm7, et en tenant compte de la stéréochimie active de C4, déterminée en partie 4.c. du chapitre III. Chacune de ces structures est
ensuite assignée dans une des trois catégories : « actif », « neutre » ou « inactif ». Notons ainsi que le pharmacophore obtenu est donc issu d’une analyse qualitative et non quantitative. Plus particulièrement, les structures retenues comme « actives » ont été sélectionnées avec pIC50 > 4 (Tableau 49) et l’alignement des conformères retenu pour générer le pharmacophore est présenté en Figure 107 :
Tableau 49 : Composés "actifs" pour génération du pharmacophore
Code 12 13 49 50 129 137
Structure
IC50
(mM) 0,000065 0,000075 0,0000032 0,00002 0,000004 0,00000085
pIC50 4,2 4,1 5,5 4,7 5,4 6,1
Figure 107 : Alignement des conformères des 6 composés "actifs" retenu pour générer le pharmacophore
A partir de l’alignement de ces structures, plusieurs modèles pharmacophoriques sont proposés avec une fonction de score et nous avons choisi le meilleur d’entre eux ; ce dernier comporte les caractéristiques suivantes (Figure 108) :
- 5 fragments pharmacophoriques, de type ARRHD :
o un accepteur de liaisons hydrogène (A), figuré en vert, centré sur l’oxygène en
Chapitre V – A la recherche de nouvelles familles d’inhibiteurs…
173
o deux cycles aromatiques (R), figurés en orange, correspondant aux deux noyaux aromatiques d’ITB9 en R4 et R5.
o un groupe hydrophobe (H), figuré en bleu, correspondant à une courte chaîne alkyle en R6.
o un donneur de liaisons hydrogène (D), figuré en rose, centré sur l’azote N3.
- 13 volumes d’exclusion, figurés en gris, générés sur la base des résultats des analogues les moins actifs (pIC50 < 1,2). Ils définissent des zones « interdites », sensibles à
l’encombrement stérique et ne devant pas être substituées de préférence. En partciulier, 9 d’entre eux, situés autour de R4, traduisent la grande sensibilité de cette position à la
substitution.
Figure 108 : Structure d’ITB9 et meilleur modèle pharmacophorique
obtenu avec Discovery Studio® à partir de la famille d’ITB9.