Conception, synthèse et évaluations biologiques de prodrogues du paclitaxel et du docetaxel activées par voie enzymatique dans le cadre des stratégies.

Présentation au sujet: "Conception, synthèse et évaluations biologiques de prodrogues du paclitaxel et du docetaxel activées par voie enzymatique dans le cadre des stratégies."— Transcription de la présentation:

1 Conception, synthèse et évaluations biologiques de prodrogues du paclitaxel et du docetaxel activées par voie enzymatique dans le cadre des stratégies ADEPT et PMT Emmanuel BOUVIER Conception, synthèse et vectorisation de biomolécules UMR 176 Paris CNRS-Institut Curie

2 Plan de l’exposé Généralités
Synthèse et évaluations biologiques de prodrogues Conclusion

3 I Généralités Paclitaxel et Docetaxel ADEPT et PMT

4 Paclitaxel Paclitaxel Découverte dans les années 60, suite au criblage
de l’activité anticancéreuse de substances d’origine végétale Activité cytotoxique sur différentes lignées cellulaires

5 Mode d’action le paclitaxel promeut la formation des microtubules et les stabilise perturbation du fuseau mitotique lors de la mitose mort cellulaire

6 Le paclitaxel en clinique
3 AMM: 1993 cancer des ovaires 1996 cancer du sein 1998 cancer du poumon non à petites cellules mais mauvaise sélectivité et problème de solubilité (injecté avec un détergent) effets secondaires graves dûs au principe actif et à la formulation besoins de dérivés présentant de meilleures propriétés pour élargir son utilisation clinique

7 Relations structure-activité
Fragilité du squelette taxane aux bases: saponification, rétro-aldol en 7,9 aux acides: ouverture de l’oxétane, réarrangement de carbocations

8 Docetaxel Docetaxel besoins de dérivés présentant de meilleures
Découverte fortuite, intermédiaire de synthèse Activité supérieure au paclitaxel sur certaines lignées cellulaires AMM cancers du sein et du poumon NPC Solubilité aqueuse double de celle du paclitaxel --> injecté avec un détergent également besoins de dérivés présentant de meilleures propriétés pour élargir son utilisation clinique

9 I Généralités Paclitaxel et Docetaxel ADEPT et PMT

10 Objectif des stratégies
But: amélioration de la sélectivité des antitumoraux amélioration de leurs propriétés pharmacologiques Comment: modification de la distribution de la ‘‘drogue’’ par concentration au niveau du tissu tumoral Moyen: emploi d’une prodrogue conçue spécifiquement

11 ADEPT

12 PMT De la b-glucuronidase est présente dans le milieu
intercellulaire des zones nécrotiques de certains cancers vectorisation de l’enzyme pas nécessaire

13 Prodrogue tripartite Prérequis: Prodrogue: détoxification facteur 100
stable dans le plasma hydrophile bon substrat de l’enzyme libération efficace de la drogue ‘‘Drogue’’: très cytotoxique hydrophobe pour internalisation rapide durée de vie courte

14 Plan de l’exposé Généralités
Synthèse et évaluations biologiques de prodrogues Conclusion

15 II Synthèse et évaluations biologiques
de prodrogues Introduction Prodrogue du paclitaxel Prodrogues du docetaxel Prodrogue en 7 du paclitaxel

16 Travaux antérieurs Prodrogue à espaceur ortho aminophénol cyclisant
Mauvaise hydrolyse enzymatique (T1/2 = 115 mn, 190 U/mL) Modélisation moléculaire: environnement acide glucuronique encombré Faciliter l’approche entre enzyme et substrat modification de l’espaceur changer le site d’accrochage Alternative:

17 Choix de l’espaceur efficace avec une moutarde à l’azote

18 Structure des prodrogues

19 II Synthèse et évaluations biologiques
de prodrogues Introduction Prodrogue du paclitaxel Prodrogues du docetaxel Prodrogue en 7 du paclitaxel

20 Rétrosynthèse de la prodrogue 221 du paclitaxel

21 Couplage glycosidique
Synthèse de 221 (1) Couplage glycosidique

22 Changement des groupements protecteurs de la partie sucre
Synthèse de 221 (2) Changement des groupements protecteurs de la partie sucre

23 Synthèse de 221 (3) Ajout de la chaîne diamine, couplage avec le paclitaxel et déprotections

24 Hydrogénolyse et réduction
Modélisation moléculaire (HyperChem, champ MM+) Benzyle Nitro Nitro Benzyle Benzyle Nitro

25 Etudes in vitro 221 (1) Stabilité dans un tampon phosphate (pH 7.2):
pas d’évolution visible après 24h pas de libération prématurée du paclitaxel Cytotoxicité: IC50 sur lignée L1210 Paclitaxel: 9.8 nM Prodrogue: 1200 nM détoxification par un facteur 120

26 Etudes in vitro 221 (2) T1/2 = 10 min Hydrolyse enzymatique:
(disparition prodrogue) HPLC: colonne C18 Tampon phosphate (0.02M pH 7) Prodrogue: 0.25 g/mL -glucuronidase (E. coli): 50 g/mL (12 U/mL)

27 Comparaison

28 II Synthèse et évaluations biologiques
de prodrogues Introduction Prodrogue du paclitaxel Prodrogues du docetaxel Prodrogue en 7 du paclitaxel

29 Prodrogues du docetaxel rétrosynthèse de 225 et 226
Couplage Déprotections

30 Préparation du docetaxel et de l’intermédiaire 228

31 Synthèse de la prodrogue nitrée 225

32 Hydrogénolyse et réduction
Modélisation moléculaire (HyperChem, champ MM+) Nitro Benzyle Benzyle Nitro

33 Synthèse de la prodrogue aminée 226 (1)

34 Synthèse de la prodrogue aminée 226 (2)

35 Etudes in vitro des prodrogues 225 et 226 (1)
Stabilité dans un tampon phosphate (pH 7.2): pas d’évolution visible après 24h pas de libération prématurée du docetaxel Cytotoxicité: IC50 sur lignée L1210 Docetaxel: nM Prodrogue 225: nM --> détoxification par 340 Prodrogue 226: nM --> détoxification par 190

36 Etudes in vitro prodrogue nitrée 225 (2)
Hydrolyse enzymatique: T1/2 = 8 min (disparition prodrogue) Pas d’intermédiaire chaîne diamine-docetaxel détecté

37 Etudes in vitro prodrogue aminée 226 (2)
Hydrolyse enzymatique: T1/2 = 9 min (disparition prodrogue) Pas d’intermédiaire chaîne diamine-docetaxel détecté

38 Comparaison de la disparition
des 3 prodrogues évolution générales similaires faible influence de la drogue identité NO2/NH2 hydrolyse enzymatique

39 Comparaison Meilleure hydrolyse enzymatique espaceur double / espaceur simple Bonne efficacité de l’espaceur double nitré ou aminé avec le docetaxel Divergence paclitaxel/docetaxel: hydrogénolyse du benzyle détection d’un intermédiaire lors de l’hydrolyse enzymatique

40 II Synthèse et évaluations biologiques
de prodrogues Introduction Prodrogue du paclitaxel Prodrogues du docetaxel Prodrogue en 7 du paclitaxel

41 Prodrogue en 7 du paclitaxel
Prodrogue à espaceur ortho aminophénol cyclisant Mauvaise hydrolyse enzymatique (T1/2 = 115 mn, 190U/mL) Modélisation moléculaire: environnement acide glucuronique encombré Faciliter l’approche entre enzyme et substrat modification de l’espaceur changer le site d’accrochage Alternative:

42 Rétrosynthèse de la prodrogue 236

43 Protection du paclitaxel
Choix d’un éther de silyle: Facilité d’introduction Déprotection concomitante aux silyles de l’espaceur

44 Synthèse du bras espaceur de 236
Préparation de l’aromatique et couplage glycosidique

45 Synthèse de 236 (1) Changement des groupements protecteurs, couplage
Pas de couplage avec le TBS

46 Synthèse de 236 (2) Problèmes: purification quantité
premier carbamate N,N-disubstitué décrit en position 7 Problèmes: purification quantité pas d’évaluations biologiques

47 Plan de l’exposé Généralités
Synthèse et évaluations biologiques de prodrogues Conclusion

48 CONCLUSION (1) bonnes hydrolyses enzymatiques validant l’approche
Espaceur double élimination 1,6-chaîne diamine: synthèse longue groupements protecteurs adéquats: obtention de prodrogues du paclitaxel et du docetaxel: bonnes hydrolyses enzymatiques validant l’approche Org. Biomol. Chem. 2003, 1(19), p. 3343 Bioorg. Med. Chem. 2004, 12(5), p. 969

49 CONCLUSION (2) faisabilité de la synthèse mais problèmes à surmonter
Espaceur double élimination 1,6-chaîne diamine: Espaceur cyclisant en position 7 du paclitaxel: synthèse de l’espaceur ad hoc: obtention de la prodrogue cible: faisabilité de la synthèse mais problèmes à surmonter Ann. Pharm. Françaises 2005, 63, p. 53

50 Laboratoire de Pharmacochimie
REMERCIEMENTS ARC (bourse 2 ans) Institut Curie CNRS Laboratoire de Pharmacochimie UMR 176 CNRS-IC

51 Développement de « caged compounds » présentant de meilleures propriétés photochimiques et physico-chimiques Emmanuel BOUVIER Laboratoire de Physiology et Pharmacology Drexel University College of Medicine Philadelphia, PA USA