UPThèses

L'écosystème de nos océans représente une ressource très vaste de diverses molécules à fort intérêt biologique. Encore peu exploités, ces produits naturels marins possèdent de surprenantes activités anticancéreuses. Le péloruside A, un macrocycle polyoxygéné à seize chaînons, a été récemment isolé de l'éponge marine Mycale Hentscheli. D'une manière similaire au Taxol(r), il stabilise les microtubules formés pendant la mitose bloquant les cellules au stade G2/M. Il présente en plus un site d'action unique sur la tubuline a et une grande efficacité contre les lignées cellulaires résistantes au Taxol(r). Ces propriétés font de cette molécule une cible de choix pour le développement de nouveaux anticancéreux. Ainsi, au sein du Cancéropôle Grand Ouest (CGO), un projet portant sur la synthèse du péloruside et de ses analogues, mais aussi sur la synthèse d'hybrides entre le péloruside et les épothilones, a été initié. Après une mise au point bibliographique, la synthèse racémique d'un fragment a été mise au point et a permis l'accès à plusieurs hybrides qui différent selon leur chaîne latérale. La préparation d'analogues a aussi été envisagée mais n'a pu aboutir. Les macrocycles obtenus ont alors été testés sur la plateforme in vitro de Rennes. Dans un second temps, une synthèse asymétrique reprenant le même schéma rétrosynthétique a été entreprise.

Un nouvel antibiotique antitumoral, TMC-69 isolé d'un champignon Chrysosporium sp. TC 1068, et son analogue hexahydrogéné plus stable, TMC-69-6H ont montré des activités cytotoxiques in vitro. TMC-69-6H présente également une activité antitumorale intéressante in vivo et représente une nouvelle classe d'inhibiteurs de phosphatases telles que les Cdc25, PTP1B ou VHR. Compte tenu du fort potentiel biologique de TMC-69-6H, une nouvelle stratégie de synthèse énantiosélective de TMC-69-6H a été entreprise. Les étapes clés de cette synthèse sont une crotylation ou aldolisation stéréosélective suivie par une métathèse ènyne et croisée en domino. Les avantages de cette stratégie sont le contrôle des différents centres asymétriques de TMC-69-6H et l'accès rapide à un large panel d'analogues. En parallèle, nous nous sommes intéressés à la synthèse d'un analogue simplifié de type pyrimidique de TMC-69-6H. Ce composé a montré une faible cytotoxicité non sélective. Enfin, une étude de métathèse ènyne a permis de préparer des dérivés de type 3-vinyl-2,5-dihydrofurane pouvant être utilisés pour préparer des analogues de TMC-69-6H ou comme donneurs de glycosides.

Malgré les efforts extrêmement importants réalisés pour la recherche de nouveaux agents anticancéreux, les traitements par chimiothérapie ne permettent toujours pas de traiter efficacement un grand nombre de tumeurs. En effet, les molécules utilisées cliniquement ne sont généralement pas sélectives des tissus cancéreux et la destruction des tissus sains qu'elles engendrent provoque de lourds effets secondaires. Le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques plus sélectives représente donc un intérêt majeur en chimie médicinale. Dans ce cadre, nous avons développé plusieurs vecteurs non toxiques conçus pour reconnaître des spécificités liées à la malignité puis libérer de manière contrôlée des agents cytotoxiques exclusivement au niveau de la tumeur. Dans le cadre de cette thèse, le concept de vecteur glucuronylé a été adapté à la MMAE et à la cyclopamine. Ces vecteurs pourront être sélectivement activé par la B-glucuronidase présente en concentration importante dans les zones nécrotiques de nombreuses tumeurs solides et ainsi libérer ces agents anticancéreux au niveau des tissus cancéreux. Des études préliminaires visant à évaluer l'efficacité de ces composés in-vitro et in-vivo ont montré la validité de cette approche. Dans un deuxième temps, un vecteur glucuronylé de la doxorubicine pouvant se lier à l'albumine plasmatique a été conçu. Une étude réalisée chez la souris a montré que ce composé possède une efficacité thérapeutique similaire à celle de la doxorubicine et ne provoque pas les effets secondaires constatés lors du traitement avec la drogue seule. La troisième partie est consacrée au développement du premier vecteur activable par la B-galactosidase ut

L’efficacité des chimiothérapies anticancéreuses est limitée par le manque de sélectivité des molécules utilisées cliniquement envers les cellules tumorales, provoquant de lourds effets secondaires et conduisant souvent à l’arrêt prématuré du traitement. Le développement de nouveaux médicaments anticancéreux plus sélectifs des tumeurs représente donc un intérêt majeur pour la lutte contre le cancer. Dans cette optique, notre équipe a participé au développement de nombreux vecteurs ciblant différentes caractéristiques des cellules cancéreuses. Parmi ces approches, le ciblage des spécificités du microenvironnement tumoral à conduit à la conception d’un vecteur glucuronylé de la MMAE capable de se lier de manière covalente à l’albumine plasmatique, directement dans le flux sanguin, permettant d’accroitre sa concentration au niveau de la tumeur. L’évaluation de de composé à produit des résultats très encourageants in vivo sur différents types de tumeurs solides. Afin d’augmenter l’efficacité thérapeutique de cette stratégie de vectorisation, nous avons conçu un nouveau vecteur glucuronylé, capable de se lier avec l’albumine plasmatique, comportant trois molécules de MMAE. Son évaluation in vitro et in vivo a permis de démontrer que l‘augmentation de la quantité d’agent cytotoxique véhiculé par la protéine conduit à une efficacité anticancéreuse accrue, sans provoquer l’apparition d’effets secondaires. Par la suite, l’étude de deux autres groupement maléimides, permettant la ligation avec l’albumine plasmatique du vecteur trimérique de la MMAE, a permis d’augmenter la dose maximale tolérée de ce type de vecteur, sans diminution significative de l’efficacité thérapeutique. L’exploitation des glycosidases surexprimées dans les cas de cancers a ensuite été étendue au ciblage de la β-N-acétylglucosaminidase, conduisant au développement du premier vecteur N-acétylglucosaminylé de la MMAE capable de se lier à l’albumine plasmatique. Ce dernier a été évalué in vivo et a conduit à une activité anticancéreuse remarquable chez la souris. Enfin, une plateforme moléculaire trimérique de cyclodextrine, destiné à la vectorisation de la doxorubicine de manière non covalente a été développée. Ce trimère de cyclodextrine comporte un groupement maléimide capable de réagir in situ avec l’albumine plasmatique, permettant d’augmenter artificiellement la capacité de transport de la protéine. Cette propriété a été exploitée in vivo, conduisant à l’augmentation de l’efficacité anticancéreuse de la doxorubicine lors d’un protocole chimiothérapeutique.