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

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1 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 2 Plan de lexposé I.Généralités II.Synthèse et évaluations biologiques de prodrogues III.Conclusion

3 3 I Généralités A. Paclitaxel et Docetaxel B. ADEPT et PMT

4 4 Paclitaxel Découverte dans les années 60, suite au criblage de lactivité anticancéreuse de substances dorigine végétale Paclitaxel Activité cytotoxique sur différentes lignées cellulaires

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

6 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 7 Relations structure-activité Fragilité du squelette taxane aux bases: saponification, rétro-aldol en 7,9 aux acides: ouverture de loxétane, réarrangement de carbocations

8 8 Docetaxel Découverte fortuite, intermédiaire de synthèse Activité supérieure au paclitaxel sur certaines lignées cellulaires AMM cancers du sein et du poumon NPC Docetaxel 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 9 I Généralités A. Paclitaxel et Docetaxel B. ADEPT et PMT

10 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 dune prodrogue conçue spécifiquement

11 11 ADEPT

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

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

14 14 Plan de lexposé I.Généralités II.Synthèse et évaluations biologiques de prodrogues III.Conclusion

15 15 II Synthèse et évaluations biologiques de prodrogues A. Introduction B. Prodrogue du paclitaxel C. Prodrogues du docetaxel D. Prodrogue en 7 du paclitaxel

16 16 Travaux antérieurs Prodrogue à espaceur ortho aminophénol cyclisant Mauvaise hydrolyse enzymatique (T 1/2 = 115 mn, 190 U/mL) Modélisation moléculaire: environnement acide glucuronique encombré Faciliter lapproche entre enzyme et substrat –modification de lespaceur –changer le site daccrochage Alternative:

17 17 Choix de lespaceur efficace avec une moutarde à lazote

18 18 Structure des prodrogues

19 19 II Synthèse et évaluations biologiques de prodrogues A. Introduction B. Prodrogue du paclitaxel C. Prodrogues du docetaxel D. Prodrogue en 7 du paclitaxel

20 20 Rétrosynthèse de la prodrogue 221 du paclitaxel

21 21 Synthèse de 221 (1) Couplage glycosidique

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

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

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

25 25 Stabilité dans un tampon phosphate (pH 7.2): pas dévolution visible après 24h pas de libération prématurée du paclitaxel Cytotoxicité: IC 50 sur lignée L1210 Paclitaxel: 9.8 nM Prodrogue: 1200 nM détoxification par un facteur 120 Etudes in vitro 221 (1)

26 26 HPLC: colonne C18 Tampon phosphate (0.02M pH 7) Prodrogue: 0.25 g/mL -glucuronidase (E. coli): 50 g/mL (12 U/mL) T 1/2 = 10 min Etudes in vitro 221 (2) Hydrolyse enzymatique: (disparition prodrogue)

27 27 Comparaison

28 28 II Synthèse et évaluations biologiques de prodrogues A. Introduction B. Prodrogue du paclitaxel C. Prodrogues du docetaxel D. Prodrogue en 7 du paclitaxel

29 29 Prodrogues du docetaxel rétrosynthèse de 225 et 226 Couplage Déprotections

30 30 Préparation du docetaxel et de lintermédiaire 228

31 31 Synthèse de la prodrogue nitrée 225

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

33 33 Synthèse de la prodrogue aminée 226 (1)

34 34 Synthèse de la prodrogue aminée 226 (2)

35 35 Stabilité dans un tampon phosphate (pH 7.2): pas dévolution visible après 24h pas de libération prématurée du docetaxel Cytotoxicité: IC 50 sur lignée L1210 Docetaxel: 14.4 nM Prodrogue 225: 4860 nM --> détoxification par 340 Prodrogue 226: 2690 nM --> détoxification par 190 Etudes in vitro des prodrogues 225 et 226 (1)

36 36 Etudes in vitro prodrogue nitrée 225 (2) Hydrolyse enzymatique: Pas dintermédiaire chaîne diamine-docetaxel détecté T 1/2 = 8 min (disparition prodrogue)

37 37 Etudes in vitro prodrogue aminée 226 (2) Hydrolyse enzymatique: T 1/2 = 9 min Pas dintermédiaire chaîne diamine-docetaxel détecté (disparition prodrogue)

38 38 Comparaison de la disparition des 3 prodrogues évolution générales similaires faible influence de la drogue identité NO 2 /NH 2 hydrolyse enzymatique

39 39 Comparaison Meilleure hydrolyse enzymatique espaceur double / espaceur simple Bonne efficacité de lespaceur double nitré ou aminé avec le docetaxel Divergence paclitaxel/docetaxel: hydrogénolyse du benzyle détection dun intermédiaire lors de lhydrolyse enzymatique

40 40 II Synthèse et évaluations biologiques de prodrogues A. Introduction B. Prodrogue du paclitaxel C. Prodrogues du docetaxel D. Prodrogue en 7 du paclitaxel

41 41 Prodrogue en 7 du paclitaxel Prodrogue à espaceur ortho aminophénol cyclisant Mauvaise hydrolyse enzymatique (T 1/2 = 115 mn, 190U/mL) Modélisation moléculaire: environnement acide glucuronique encombré Faciliter lapproche entre enzyme et substrat –modification de lespaceur –changer le site daccrochage Alternative:

42 42 Rétrosynthèse de la prodrogue 236

43 43 Protection du paclitaxel Choix dun éther de silyle: Facilité dintroduction Déprotection concomitante aux silyles de lespaceur

44 44 Synthèse du bras espaceur de 236 Préparation de laromatique et couplage glycosidique

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

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

47 47 Plan de lexposé I.Généralités II.Synthèse et évaluations biologiques de prodrogues III.Conclusion

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

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

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

51 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


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