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Composés hybrides -Alcanol / Hydroquinone à activité neurotrophique. Synthèse et étude des propriétés physicochimiques et biologiques. Mazen Hanbali Laboratoire.

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1 Composés hybrides -Alcanol / Hydroquinone à activité neurotrophique. Synthèse et étude des propriétés physicochimiques et biologiques. Mazen Hanbali Laboratoire de Chimie Organique des Substances Naturelles Laboratoire de Physiologie Moléculaire de la Régénération Nerveuse

2 Lésions axonales du Système Nerveux Central Vieillissement de la population Neuropathies dégénératives Accident (à tout âge) Atteintes axonales irréversibles

3 Cellules du Système Nerveux Central Les neurones Les cellules gliales : cellules de soutien Astrocytes Microgliocytes Oligodendrocytes

4 Traitement des lésions du SNC Mort neuronale / Cicatrisation gliale Réparation difficile Lésion du SNC Lésion accidentelle ou Lésion liée à une maladie neurodégénérative (Parkinson, Alzheimer)

5 1.Corps cellulaire 2.Cône de croissance 3.Axone 4.Terminaison nerveuse Neurone sain La lésion du SNC Lésion : * accidentelle * maladie Axone sectionné Cicatrisation Zone dégradée

6 La cicatrisation gliale MicrogliocytesOligodendrocytesAstrocytesFibroblastes Hyperactifs (matures ou précurseurs) Myéline (Nogo, MAG, OMgp) Hypertrophiés Charpente fibreuse très dense Proliférants Sema3A Radicaux libres Milieu hostile, non permissif et inhibiteur de la régénération Zone dégradée

7 La cicatrisation gliale La cicatrice gliale constitue : * Une barrière physique / mécanique * Une barrière chimique (Sema3A, myéline, radicaux libres) Régénération axonale difficile

8 Approche thérapeutique ApprocheMoyen de lutte Neuroprotection * Neutraliser les radicaux Neurorégénération Contourner linhibition: * Myéline * Sema3A

9 Approche thérapeutique Neurorégénération Neuroprotection * Limiter la mort neuronale Facteurs de croissance naturels * Réduire linflammation Anti-inflammatoires/antioxydants * Promouvoir la croissance et la régénération

10 Neurorégénération Facteurs Neurotrophiques * Développement du SNC * Différenciation des cellules souches neurales * Maturation des cellules nerveuses Inconvénients : * Instables * Faible biodisponibilité * Hydrophiles Ne traversent pas la barrière hémato-encéphalique

11 Neurorégénération Facteurs Neurotrophiques de Substitution * Mimétiques des facteurs naturels * Lipophiles Traversent la barrière hémato-encéphalique

12 Neurorégénération Composé lipidique neurotrophique n-hexacosanol Origine : Hygrophila erecta Cicatrisation cutanée Propriétés neurorégénératives Longueur chaîne + fonction alcool

13 Neuroprotection Premiers acteurs cellulaires de la cicatrisation : les microgliocytes Activation : Structure macrophage-like Prolifération Hyperactivité Sécrétion de radicaux libres et cytokines pro-inflammatoires (TNF ) Neutraliser les radicaux libres

14 Objectifs du laboratoire Noyau OH ( ) n Neuroprotection Régénération cellulaire OH ( ) n Noyau Composés agissant sur environnement oxydant

15 Neuroprotection Composés antioxydants intervenant dans les processus inflammatoires : Vitamine E Coenzyme Q

16 Précédents travaux TFA12 * antioxydant * modulateur de lactivité microgliale : TNF NO Réduction de linflammation

17 Quinol Fatty Alcohols Coenzyme Qn-hexacosanol Quinol Fatty Alcohols R = -Me -H QFA

18 Plan de lexposé Introduction Synthèse chimique des QFA * Synthèse des QFA C-alkylés * Synthèse des QFA N/O-alkylés Résultats physicochimiques et biologiques Synthèse supportée du QFA15 Conclusion générale et perspectives

19 Plan de lexposé Introduction Synthèse chimique des QFA * Synthèse des QFA C-alkylés * Synthèse des QFA N/O-alkylés Résultats physicochimiques et biologiques Synthèse supportée du QFA15 Conclusion générale et perspectives

20 Synthèse des QFA C-alkylés n = 12 à 18 R = -H ou –OMe GP: Groupement protecteur

21 Synthèse des QFA C-alkylés Synthèse des chaînes n = 12, 14, 15, 16, 18

22 Synthèse des QFA C-alkylés Synthèse des arylbromures

23 Synthèse des QFA C-alkylés Synthèse des arylbromures

24 Synthèse des QFA C-alkylés XCatalyseurSolvantRendement Couplage de Sonogashira

25 Synthèse des QFA C-alkylés XCatalyseurSolvantRendement 1BrPd II /CuINEt 3 32% Couplage de Sonogashira

26 Synthèse des QFA C-alkylés XCatalyseurSolvantRendement 1BrPd II /CuINEt 3 32% 2IPd II /CuINEt 3 35% 3 4 Couplage de Sonogashira

27 Synthèse des QFA C-alkylés XCatalyseurSolvantRendement 1BrPd II /CuINEt 3 32% 2IPd II /CuINEt 3 35% 3*BrPd 0 /CuIPipéridine68% 4* Couplage de Sonogashira * Alami et coll. Tetrahedron Lett., 1993

28 Synthèse des QFA C-alkylés XCatalyseurSolvantRendement 1BrPd II /CuINEt 3 32% 2IPd II /CuINEt 3 35% 3*BrPd 0 /CuIPipéridine68% 4*BrPd 0 Pipéridine91% Couplage de Sonogashira * Alami et coll. Tetrahedron Lett., 1993

29 Synthèse des QFA C-alkylés Synthèse des QFA n = 12, 14, 15, 16, 18

30 Synthèse des QFA C-alkylés Séries de Composés Nombre détapes Rendements globaux QFA351 – 61% Q 3 FA Q 4 FA

31 Synthèse des QFA C-alkylés Séries de Composés Nombre détapes Rendements globaux QFA351 – 61% Q 3 FA361 – 70% Q 4 FA

32 Synthèse des QFA C-alkylés Séries de Composés Nombre détapes Rendements globaux QFA351 – 61% Q 3 FA361 – 70% Q 4 FA632 – 38%

33 Plan de lexposé Introduction Synthèse chimique des QFA * Synthèse des QFA C-alkylés * Synthèse des QFA N/O-alkylés Résultats physicochimiques et biologiques Synthèse supportée du QFA15 Conclusion générale et perspectives

34 Synthèse des QFA N/O-alkylés Étude de limportance de la liaison C-C X = NH ou O n = 10, 12, 14, 16 R = H ou TBDMS X = NH 2 ou OH n = 10, 12, 14, 16

35 Synthèse des chaînes Synthèse des QFA N/O-alkylés

36 Synthèse des QFA N-alkylés Synthèse des QFA N/O-alkylés N-QFA n = 10, 12, 14, 16

37 Synthèse des QFA O-alkylés Synthèse des QFA N/O-alkylés O-QFA n = 10, 12, 14, 16

38 Synthèse des QFA N/O-alkylés Séries de Composés Nombre détapes Rendements globaux N-QFA351 – 62% O-QFA

39 Synthèse des QFA N/O-alkylés Séries de Composés Nombre détapes Rendements globaux N-QFA351 – 62% O-QFA262 – 70%

40 Conclusion n = 12, 14, 15, 16, 18 m = 10, 12, 14, 16 QFA Q 3 FAQ 4 FA O-QFAN-QFA

41 Plan de lexposé Introduction Synthèse chimique des QFA * Synthèse des QFA C-alkylés * Synthèse des QFA N/O-alkylés Études physicochimiques et biologiques Synthèse supportée du QFA15 Conclusion générale et perspectives

42 Capacité antioxydante des QFA Déméthylation R = -OH/-CH 3 QFA : testés sous leur forme méthylée et déméthylée Autres : testés sous leur forme méthylée

43 Test au DPPH * (2,2-di(4-tert-octylphényl)-1-picrylhydrazyl) Radical stabilisé D.O. à 517 nm * Molécule antioxydante Réduction DPPH * D.O. à 517 nm * IC 50 : diminution de 50% du DPPH initial

44 Test au DPPH Résultats obtenus : Composé testé IC 50 (mM) DPPH Trolox®0,23 Tous QFA>10 dmQFA0,23 dmQFA16c1,53 X = -CH 2, -NH, -O Trolox® dmQFA dmQFA16c

45 Test au DPPH * Première indication de lactivité antioxydante de nos produits Test DPPH peu concluant DPPH radical encombré Non présent dans SNC Test avec radicaux oxygénés

46 Test à lABTS * D.O. à 405 nm IC 50 : diminution de 50% de lABTS + formé * Molécule anti-oxydante compétition pour les radicaux hydroxyles * Réaction de Fenton * LABTS est oxydé en présence de radicaux hydroxyles

47 Capacité antioxydante des QFA Composé testé IC 50 (µM) ABTS Trolox®600 Trolox®

48 Capacité antioxydante des QFA Composé testé IC 50 (µM) ABTS Trolox®600 QFA>10000 Q 3 FA720 Q 4 FAnd QFA16c>10000 nd : IC 50 non atteinte QFA Q 3 FAQ 4 FA QFA16c

49 Capacité antioxydante des QFA Composé testé IC 50 (µM) ABTS Trolox®600 QFA>10000 Q 3 FA720 Q 4 FAnd QFA16c>10000 dmQFA6 dmQFA16c6000 nd : IC 50 non atteinte dmQFAdmQFA16c

50 Capacité antioxydante des QFA Composé testé IC 50 (µM) ABTS Trolox®600 QFA>10000 Q 3 FA720 Q 4 FAnd QFA16c>10000 dmQFA6 dmQFA16c6000 O-QFAnd N-QFAnd nd : IC 50 non atteinte O-QFAN-QFA

51 Composé testé IC 50 (µM) ABTS Trolox®600 QFA>10000 Q 3 FA720 Q 4 FAnd QFA16c>10000 dmQFA6 dmQFA16c6000 O-QFAnd N-QFAnd * Q 3 FA proche du Trolox® Capacité antioxydante des QFA

52 Composé testé IC 50 (µM) ABTS Trolox®600 QFA>10000 Q 3 FA720 Q 4 FAnd QFA16c>10000 dmQFA6 dmQFA16c6000 O-QFAnd N-QFAnd * Q 3 FA proche du Trolox® * dmQFA 100 fois plus antioxydant que Trolox® Capacité antioxydante des QFA

53 Composé testé IC 50 (µM) ABTS Trolox®600 QFA>10000 Q 3 FA720 Q 4 FAnd QFA16c>10000 dmQFA6 dmQFA16c6000 O-QFAnd N-QFAnd * Q 3 FA proche du Trolox® * dmQFA 100 fois plus antioxydant que Trolox® * Fonction hydroxyle en bout de chaîne capitale Capacité antioxydante des QFA >

54 Maturation des cellules nerveuses QFAs : maturation de neurones embryonnaires au stade E15 Différentes concentrations testées : à M SourisEmbryon E15 Cerveau Neurones corticaux Traitement par QFAs Fixation Révélation T = 2j T = 3j

55 104 16N-QFA N-QFA N-QFA N-QFA O-QFA O-QFA O-QFA O-QFA Q4FA Q4FA Q4FA Q4FA Q4FA Q3FA Q3FA Q3FA Q3FA Q3FA QFA QFA QFA QFA QFA12 100ØEtOH Croissance axonale (%)nComposé N-QFA N-QFA N-QFA N-QFA O-QFA O-QFA O-QFA O-QFA Q4FA Q4FA Q4FA Q4FA Q4FA Q3FA Q3FA Q3FA Q3FA Q3FA QFA QFA QFA QFA QFA12 100ØEtOH Croissance axonale (%)nComposé Maturation des cellules nerveuses

56 QFA Q 3 FA Q 4 FA

57 Maturation des cellules nerveuses O-QFAN-QFA

58 Maturation des cellules nerveuses

59 Les QFA à 15C sont les plus actifs Le QFA15 présente la meilleure activité La liaison C-C entre la chaîne et le cycle est importante pour lactivité biologique Maturation des cellules nerveuses QFA15

60 Étude biologique du QFA15 Effet trophique dose-dépendant *** Croissance maximale à M

61 Effet trophique sur milieux inhibiteurs *** ns Protéines de MYELINE Levée de linhibition myélinique Étude biologique du QFA15

62 Effet trophique sur milieux inhibiteurs SEMA 3A *** * Levée de linhibition liée à la Sema3A Étude biologique du QFA15

63 Catégorie dinhibiteur Nom InhibiteursGenistein Tyrosine kinasesLavendustin Inhibiteurs Ser/Thr Kinases LiCl InhibiteursSB MAP-kinasesPD98058 InhibiteursMDL-12,330A Nucléotides CycliquesODQ Inhibiteurs Kinases Cycline- dependantes Olomoucine Inhibiteur Oxydo-réductase EGCG Étude pharmacologique du QFA15

64 Voie des nucléotides cycliques privilégiée Étude pharmacologique Étude pharmacologique du QFA15

65 Conclusion Fonction requiseRésultat Neuroprotection Neutralisation des radicaux Neuro- Contournement Myéline régénération Contournement Sema3A Nucléotides cycliques Récapitulatif

66 Mode daction hypothétique Croissance axonale QFA-15 AMPc PKA Rho P Rho MyélineSema3A GMPc TF P TF α1; III tub gene P Expression PKC cGKI Étude pharmacologique du QFA15

67 Plan de lexposé Introduction Synthèse chimique des QFA * Synthèse des QFA C-alkylés * Synthèse des QFA N/O-alkylés Études physicochimiques et biologiques Synthèse supportée du QFA15 Conclusion générale et perspectives

68 Synthèse supportée du QFA15 Besoin croissant en nouveaux composés Synthèse supportée de nouveaux composés hybrides Quantités modérées (qqes mg) Pureté Tests biologiques * Librairie de molécules * Diversité moléculaire * Réactions propres * Moins coûteux

69 Synthèse supportée du QFA15 Méthode envisagée Mise au point sur QFA15

70 Synthèse supportée du QFA15 Dans la littérature Fastidieux / coûteux

71 Synthèse supportée du QFA15 Voie envisagée Moins coûteux / plus simple

72 Synthèse supportée du QFA15 Schéma rétrosynthétique

73 Synthèse supportée du QFA15 Synthèse de lalcyne vrai supporté * Réaction de Mitsonobu * Résine nucléophile

74 * Résine électrophile Synthèse supportée du QFA15 ou DBU : 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ène

75 * Résine électrophile Synthèse supportée du QFA15 Résine trichloroacétamidate choisie

76 Synthèse supportée du QFA15 Couplage de Sonogashira

77 Synthèse supportée du QFA15 Hydrogénation et clivage simultanés Clivage et hydrogénation

78 Conclusion Résine électrophile : * Couplage de Sonogashira : bons rendements Clivage et hydrogénation: * Hydrogénation simultanée : impossible * Clivage suivi de lhydrogénation

79 Plan de lexposé Introduction Synthèse chimique des QFA * Synthèse des QFA C-alkylés * Synthèse des QFA N/O-alkylés Études physicochimiques et biologiques Synthèse supportée du QFA15 Conclusion générale et perspectives

80 Conclusion générale Synthèse des alcools gras quinoliques (QFAs) QFA Q 3 FA n = 12, 14, 15, 16, 18 Q 4 FA O-QFAN-QFA m = 10, 12, 14, 16

81 Conclusion générale Synthèse organique * Simple / efficace / reproductible * Couplage de Sonogashira * Rendements globaux : 32 – 70% Activité physicochimique et biologique * Agents antioxydants * Promoteurs de la croissance axonale * Levée des inhibitions chimiques de la cicatrice gliale

82 Conclusion générale Synthèse supportée * Synthèse efficace / facile Conception de nouveaux composés hybrides * 6 étapes * 37% rendement global

83 Perspectives * Composés plus hydrophiles * Composés fluorescents/radiomarqués Chimie Biophysicochimie * Interaction avec membrane Biologie * Étude pharmacologique plus poussée * Mode daction définitif du QFA15

84 Remerciements Dr. Bang LUUDr. Dominique BAGNARD Djalil Thierry Frédérique Nadège Jiaweï Martine Gérard Bertrand Éric

85 Réduction de Clemmensen


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