Trioxaquines : nouvelles molécules

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1 Trioxaquines : nouvelles molécules
Schisto-Med Trioxaquines : nouvelles molécules anti-schistosomiase Julien Portela – Jérôme Boissier

2 Partenaire financier :
euros sur 2 ans Partenaire scientifique : Des biologistes (porteur de projet) : Jérôme Boissier, Julien Portela Des pharmacochimistes : Bernard Meunier, Frédéric Coslédan Des chimistes: Anne Robert

3 Partenariat 1ère étape : synthèse des drogues LCC
2ème étape : production en masse des drogues Palumed 3ème étape : purification des drogues 4ème étape : test in vitro et in vivo CBETM 5ème étape : étude des mécanismes d’action LCC et CBETM

4 Bilharziose : qu’est ce que c’est ?
74 Pays 650 Millions de personnes vivent en zone d’endémie 200 Millions de personnes infectés 2nde Parasitose mondiale derrière la malaria OMS,

5 Schistosoma mansoni Hôte définitif vertébré
Trouver un foie granuleux Hôte intermédiaire : Biomphalaria glabrata

6 Historique des traitements
Rajouter les résistances et les toxicités * = toxiques * = resistances 1978 : Oltipraz* et RO 1981 : Cyclosporine A 1918 : dérivés de l’Antimoine* 1900 Av J-C : Antimoine 1969 : Oxamniquine* 1977 : Praziquantel 1965 : Hycanthone** 1955 : Metrifonate* 1920 : Emétine* 1976 : Amoscanate* 1962 : Lucanthone 1964 : Niridazole*

7 Praziquantel 2-(cyclohexylcarbonyl)-1,2,3,6,7,11b-
hexahydro-4H-pyrazino [2,1a]isoquinolein-4-one - Contractions musculaires et altération du tégument

8 Praziquantel Rajouter témoins Avant traitement Après traitement

9 Praziquantel 2-(cyclohexylcarbonyl)-1,2,3,6,7,11b-
hexahydro-4H-pyrazino [2,1a]isoquinolein-4-one - Contractions musculaires et altération du tégument - Action synergique avec le système immunitaire

10 Praziquantel 2-(cyclohexylcarbonyl)-1,2,3,6,7,11b-
hexahydro-4H-pyrazino [2,1a]isoquinolein-4-one - Contractions musculaires et altération du tégument 0.2 USD pour traiter un enfant - Action synergique avec le système immunitaire - Seul anti-schistosome efficace sans effets secondaires (et pas cher!!! 0.35$US pour traiter un enfant)

11 Résistances au praziquantel
Sur le terrain : 1994 : Premier cas de résistance au praziquantel découvert en Egypte (Ismail et al., 1996) 1995 : Deuxième cas de résistance au praziquantel découvert au Sénégal (Stelma et al., 1995) Depuis pas d’autres cas de résistance mais une baisse généralisée de sensibilité au praziquantel En laboratoire : Mettre en forme labo et terrain. 2 souches résistantes au praziquantel ont été sélectionnées (Fallon, Doenhoff, 1994; Ismail et al., 1994) “The prospect of having a single drug available for a disease affecting 200 million people is quite alarming especially if both laboratory and field observations leave little room for doubt that resistance to praziquantel has emerged or will soon emerge”. (Cioli, 2000 Curr Opin Infect Dis)

12 2001 L’artémisinine 2008 Les oxadiazoles 2008 La mefloquine
Trends in Parasitology, Volume 24, Issue 9, September 2008, Pages 2001 L’artémisinine Anti-malarique efficace contre les schistosomes 2008 Les oxadiazoles Dirigés contre les molécules de détoxification (Thiorédoxine Glutathione Réductase) 2008 La mefloquine Anti-malarique analogue de la chloroquine efficace contre les schistosomes

13 Plasmodium et Schistosoma : deux parasites hématophages
Pigment malarique ou hémozoïne Schistosoma Plasmodium

14 Plasmodium et Schistosoma : deux parasites hématophages
- Atome Fe au sein d’une porphyrine - Unité de base de l’hémoglobine - Libéré lors de la digestion de l’hémoglobine - L’interaction entre le Fe et l’O2 moléculaire entraîne la formation de réactifs oxygénés (eau oxygénée, superoxyde…) toxiques pour le parasite

15 Plasmodium et Schistosoma : deux parasites hématophages
- Association en feuillet de l’hème : hémozoïne - Détoxification par l’oxydation du FeII en FeIII Hème une cible de choix

16 Plasmodium et Schistosoma : deux parasites hématophages
Distribution de la malaria et de la bilharziose Rajouter les chiffres Malaria : morts/an Bilharziose : morts/an

17 Comment utiliser les mécanismes d’action des anti-malariques ayant pour cible l’hémozoïne, sans pour autant utiliser ces anti-malariques ? Construction de nouvelles molécules ayant pour base les anti-malariques Les molécules duales « Profiter » du mécanisme et de l’efficacité de molécules déjà connues Créer une molécule différente qui n’engendrera pas de résistance envers les molécules de références Multiplier le nombre de molécules potentiellement efficaces

18 Artémisinine et Chloroquine
Lactone : cycle avec O et cetone. Sesquiterpene : C15 Empêchent la polymérisation de l’hème

19 Trioxaquines Trioxa Trioxane Trioxaquine Chloroquine quine
Étape suivante : test in vitro et in vivo

20 Protocole des essais thérapeutiques
1 Test in vitro 2 Sélection des molécules 3 Test in vivo

21 In vitro - Souris infestées
- Perfusion à 21 jours pour récupérer les stades schistosomules ≈ 15 Schistosomules par puits 2 puits par drogue + 2 témoins et 2 Pzq

22 In vitro - Souris infestées
- Perfusion à 49 jours pour récupérer les stades adultes ≈ 15 Adultes par puits 2 puits par drogue + 2 témoins et 2 Pzq

23 Mesures - Un paramètre objectif : mortalité
- Un paramètre subjectif : mobilité

24 Mobilité

25 Mobilité

26 Mesures - Un paramètre objectif : mortalité
- Un paramètre subjectif : mobilité - Trois groupes de molécules

27 Résultats in vitro x o PA1085 PA1166 PA1195 PA1216 PA1234 PA1448
tps pour tuer 100% des larves tps pour tuer 100% des adultes PA1018 x PA1162 PA1265 4h PA1305 3h PA1120 6h 5h PA1103 7h PA1110 PA1039 PA1155 1h PA1252 PA1163 PA1308 PA1133 Mefloquine PA1019 PA1251 PA1253 o PA1330 Artemeter tps pour tuer 100% des larves tps pour tuer 100% des adultes PA1085 x o PA1166 PA1195 PA1216 PA1234 PA1448 PA1197 PA1372 PA1044 ACETO PA1214 PA1233 tps pour tuer 100% des larves tps pour tuer 100% des adultes Praziquantel 30min PA1140 2h 3h PA1188 4h 1h PA1259 5h PA1111 6h 1h30 Ajouter pzq et artemisinine plus mettre art et mef en rouge et nom des groupes

28 Sélection des molécules
Approches des fonctions nécessaires pour une efficacité optimale de la drogue par les test in vitro Liés par chaînes carbonées, cycles… Rajout de fonctions : cycles, amines, alcool, carbonyles, CF3, Sulfamide…afin d’améliorer les facteurs ADME (absorption, distribution, métabolisation, élimination)

29 Sélection des molécules
Approches des fonctions nécessaires pour une efficacité optimale de la drogue par les test in vitro

30 In vivo - Souris infestées
- Gavage des souris (100mg/kg/jr) pendant 5 jours à 21 JPI pour schistosomules et 49 JPI pour adultes - Perfusions des souris 15 jours après traitement - Comptage des vers et vérification des viscères

31 In vivo

32 Quelques résultats o 31,33 30 min 19,2 -39% 4 -87% 5 h 3 h 26,6 -27%
tps pour tuer 100% des larves tps pour tuer 100% des adultes "+21JPI" "+49JPI" moyenne de vers % de protection Témoin o 31,33 Praziquantel 30 min 19,2 -39% 4 -87% PA1259 5 h 3 h 26,6 -27% 21 -42% PA1103 7 h 6 h 26,4 -16% 23,8 -24% PA1308 x 29,8 -5% 19,8 -37%

33 Étude du mécanisme L’hème n’est pas polymérisé en hémozoine
Récupération de femelles non traitées Récupération de femelles traitées et du milieu (régurgitation) Envoi au LCC pour étude du produit de dégradation de l’hémozoïne (adduits) - Dosage de l’hème et des adduits - Définition de la structure de l’hème et des adduits L’hème n’est pas polymérisé en hémozoine

34 Étude du mécanisme Récupération de vers adultes Traitements des vers par la drogue sélectionnée Dosage des réactifs oxygénés (H2O2, Superoxyde, NO…) L’hème non polymérisé a entraîné la formation d’espèces réactives de l’oxygène

35 Conclusion - Nous avons déjà des molécules efficaces
tps pour tuer 100% des larves tps pour tuer 100% des adultes Praziquantel 30min PA1140 2h 3h PA1188 4h 1h PA1259 5h PA1111 6h 1h30

36 Conclusion - Nous avons déjà des molécules efficaces
- Nous avons « verrouillé » la cible de ces molécules

37 Effet sur l’hémozoïne Schistosomules avant et après traitement
Adultes femelles avant et après traitement Hémozoïne modifiée régurgitée

38 Conclusion - Nous avons déjà des molécules efficaces
- Nous avons « verrouillé » la cible de ces molécules - Objectif pour fin 2010 : avoir « la » molécule et passer la main pour l’étape suivante, les essais cliniques

39 Merci

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42 Resultats in vivo "+21JPI" "+49JPI" moyenne de vers % de protection
Praziquantel 19,2 -39% 4 -87% 24,8 -32% 7,4 -79% PA1019 21,5 -31% 14 -55% PA1259 26,6 -27% 21,0 -42% PA1111 27,6 -25% 24,2 -33% PA1133 26,75 -15% 21 PA1103 26,4 -16% 23,8 -24% PA1308 29,8 -5% 19,8 -37% PA1252 23,75 36,8 17% PA1120 30,8 41,6 16% PA1110 35 -4% 38,6 7% PA1163 32 -13% 43,2 20%

43 L’importance du classement!!
tps pour tuer 100% des larves tps pour tuer 100% des adultes PA1018 x PA1162 PA1265 4h PA1305 3h PA1120 6h 5h PA1103 7h PA1110 PA1039 PA1155 1h PA1252 PA1163 PA1308 PA1133 MEF PA1019 PA1251 PA1253 o PA1330 "+21JPI" "+49JPI" moyenne de vers % de protection Praziquantel 19,2 -39% 4 -87% 24,8 -32% 7,4 -79% PA1019 21,5 -31% 14 -55% PA1259 26,6 -27% 21,0 -42% PA1111 27,6 -25% 24,2 -33% PA1133 26,75 -15% 21 PA1103 26,4 -16% 23,8 -24% PA1308 29,8 -5% 19,8 -37% PA1252 23,75 36,8 17% PA1120 30,8 41,6 16% PA1110 35 -4% 38,6 7% PA1163 32 -13% 43,2 20%

44 La suite du travail Screening in vitro (environ 100 molécules)
Test in vivo Reconstruction de nouvelles molécules Etude des mécanismes d’action

45 La suite du travail Screening in vitro (environ 100 molécules)
Test in vivo Reconstruction de nouvelles molécules Etude des mécanismes d’action - Test de différents protocoles in vivo

46 Protocole in vivo Protocole actuel :
- Gavage des souris (100mg/kg/jr) pendant 5 jours soit mg/kg à la fin du protocole Second protocole : - Gavage des souris (50mg/kg/prise) toutes les trois heures sur une journée (4 prises) soit 200mg/kg à la fin du protocole

47 Pourquoi le second protocole??
24h Concentration Temps 3h Concentration Temps

48 Premiers résultats "+21JPI" "+49JPI" Protocole 1 moyenne de vers % de protection Praziquantel 24,8 -32% 7,4 -79% PA1259 26,6 -27% 21 -42% Protocole 2 -41% 4,8 -86% 16,5 -53% 25 -25% PA1259 sur larves : protocole de gavage sur une journée 5 fois plus efficace PA1259 sur adultes : protocole de gavage sur une journée 1,5 fois plus efficace