Conception, synthèse et évaluation d'inhibiteurs de DNPH1, une 2'-désoxyribonucléotide N-hydrolase surexprimée dans certains cancers / Claire Amiable ; sous la direction de Sylvie Pochet

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Catalogue Worldcat

Gène DNPH1 -- Inhibiteurs -- Synthèse

Composés organiques -- Synthèse

Ribonucléosides

Classification Dewey : 547.2

Pochet, Sylvie (Directeur de thèse / thesis advisor)

Herdewijn, Piet (Président du jury de soutenance / praeses)

Agrofoglio, Luigi A. (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Benhida, Rachid (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Xie, Juan (Membre du jury / opponent)

Université Paris Descartes (1970-2019) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale Médicament, toxicologie, chimie, environnement (Paris ; 2010-2013) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Résumé / Abstract : Environ un tiers des cancers est dû à la dérégulation du facteur de transcription c-Myc. Les mécanismes par lesquels ce facteur de transcription est impliqué dans le processus de cancérogenèse commencent à être mieux compris grâce notamment à l'identification de ses gènes cibles. Parmi eux a été identifié, à la fin des années 2000, le gène dnph1 codant pour une protéine surexprimée dans de nombreux cancers. Cependant, à ce jour, le rôle et la fonction biologiques de cette nouvelle cible thérapeutique restent méconnus. Cette protéine a été caractérisée au laboratoire comme étant une 2'-désoxyribonucléoside 5'-monophosphate N-hydrolase, activité jamais décrite jusqu'alors. Si les 2'-désoxyribonucléosides 5'-monophosphates sont substrats de cette enzyme, il a été montré que les ribonucléotides puriques canoniques sont des inhibiteurs compétitifs. Au cours de ces travaux de thèse, nous avons entrepris différentes études de relation structure-activité autour d'analogues ribonucléosidiques 5'-monophosphates dans le but d'identifier des inhibiteurs plus affins. Une première famille d’analogues modifiés en position 6 de la purine par différents groupements de taille et fonction variables a été synthétisée et les premiers inhibiteurs micromolaires de DNPH1 ont ainsi pu être identifiés. La co-cristallisation de certains composés avec l'enzyme a guidé la conception d'inhibiteurs de deuxième génération, modifiés en positions 6 et 2. Un léger effet additif sur les constantes d’inhibition a alors été observé et des inhibiteurs sub-micromolaires ont été identifiés. Des tests in vitro sur des lignées cellulaires cancéreuses surexprimant DNPH1 ont montré une activité cytotoxique micromolaire de certains des composés synthétisés. D'autres modifications portant sur la partie ribose-phosphate et le squelette purique ont été abordées dans le but de renforcer l'affinité et la stabilité biologique des inhibiteurs. L'ensemble de ces travaux a permis d'une part de mieux caractériser cette nouvelle cible et d'autre part d'identifier les premiers inhibiteurs micromolaires cytotoxiques. Ces résultats ouvrent des perspectives pour la conception de molécules plus efficaces.

Résumé / Abstract : About one third of the cancers is due to the deregulation of the transcription factor c-Myc. The gene dnph1 was identified a decade ago as a target gene of the c-Myc oncoprotein and encodes for a protein which is frequently over-expressed in several cancers. However, its biological role remains still unknown. It was recently shown that DNPH1 is a novel 2'-deoxyribonucleoside 5'-monophosphate N-hydrolase and that natural purine ribonucleotides act as competitive inhibitors. The aim of this thesis was the synthesis of strong inhibitors in order to study this new potential cancer target DNPH1. Several structure-activity relationships were built around ribonucleoside 5'-monophosphate derivatives. A first series of compounds modified at the 6 position of the purine core has been synthesized and enabled us to identify the first micromolar inhibitiors. Thanks to these inhibitors, X-ray structures of DNPH1 in interaction with inhibitors have been resolved and led us to the development of a new generation of analogues modified at the 6 and 2 positions. A slight additional effect on the inhibitory potency was noticed and some sub-micromolar inhibitors were identified. Among the synthesized compounds, several have shown micromolar cytotoxic effects against human cancer cells over-expressing DNPH1. Other modifications on the ribose-phosphate and the purine moieties have also been considered in order to increase both biological stability and affinity of the inhibitors. This work allowed a better characterization of the enzyme active site as well as the identification of new cytotoxic compounds. These results pave the way for the design of more potent inhibitors.