Optimisation de touches identifiées par criblage virtuel

Objectifs scientifiques

Suite aux diverses touches obtenues par criblage virtuel, nous avons entrepris d’en optimiser trois par chimie médicinale classique afin d’aboutir à des candidats cliniques.

Principaux résultats obtenus

Optimisation d’ANA-12, un antagoniste sélectif du récepteur TrkB

ANA-12 (Figure 1) est un antagoniste sélectif non-peptidique du récepteur TrkB, découvert en 2011 par docking de chimiothèques au laboratoire, et démontrant des propriétés anxiolytiques et antidépressives chez le rongeur [1].

Figure 1 : ANA-12 et analogues, antagonistes du récepteur TrkB.

Dans le cadre du programme ANR Blanc TrkBDNFarmod, une soixantaine d’analogues de ANA-12 (Tableau 2) ont été synthétisés au laboratoire, en mettant notamment l’accent sur la solubilité aqueuse des composés, un des points faibles de ANA-12. Les composés ont été testés in vitro pour leur capacité à inhiber l’autophosphorylation de TRkB induit par son ligand naturel, le facteur de croissance BDNF. Nous avons pu ainsi montré : (i) la reconnaissance stéréosélective du composé avec le carbone chiral de l’homopiperidine en configuration (R),  (ii) la présence indispensable des deux amides linéaires non subtitués, (ii) le remplacement possible du benzothiophène par des groupements R1 aromatiques plus polaires (benzofurane, indole, quinoléine), (ii) la substitution en para du NH aromatique par des groupements R2 hydrosolubles n’affecte pas l’affinité pour le récepteur TrkB.
Notre objectif principal a été atteint dans la mesure où des analogues hydrosolubles (ANA-134, ANA-135) et plus affins que ANA-12 pour le récepteur TrkB ont déjà été obtenus. Ces composés vont être testés chez le rongeur pour leurs propriétés antidépressives, anxiolytiques et antalgiques (douleur chronique et neuropathique).


Optimisation d’un inhibiteur compétitif du récepteur FLT3

La tyrosine kinase FLT3 est un récepteur de la cytokine FL et a été identifié par notre collaborateur (Jean Valmier, INM Montpellier) comme une cible clé dans le déclanchement de douleurs chroniques et neuropathiques (demande de brevet PCT/EP2011/050103) pour lesquelles aucun traitement n’est actuellement satisfaisant. A partir de la structure cristallographique du complexe FLT3-FL, nous avons identifié par criblage virtuel du pharmacophore d’interaction FL-FLT3 plusieurs inhibiteurs compétitifs de cette interaction. Dans le cadre d’un programme de maturation de la SATT AxLR (languedoc-Roussillon), nous avons entrepris d’optimiser les propriétés d’une des touches virtuelles (Figure 2) en synthétisant une centaine d’analogues structuraux.

Figure 2 : Optimisation d’un inhibiteur compétitif de FLT3.

Nous disposons maintenant d’au moins trois chefs de files (BD001, BD068, BD078) capables d’inhiber la liaison de FL à FLT3 et d’inhiber l’autophosphorylation de FLT3 induite par son activation, à des concentrations de l’odre du 20 μM. Deux de ces composés, administrés chez le rat, ont un effet puissant antalgique sur un modèle de douleur neuropathique induite par ligature lâche du nerf sciatique  (données  J. Valmier, INM Montpellier). La série de 115 molécules vient de faire l’objet d’une demande de brevet (demande EP14306225) revendiquant ses effets antalgiques.

Optimisation d’un inhibiteur spécifique de l’intégrine α5β1

L’intégrine α5β1 est une des cibles principalement surexprimée dans des glioblastomes (tumeurs du cerveau) pour lequel aucun traitement n’est possible. Dans le but d’en identifier des antagonistes sélectifs, nous avons caractérisé une poche à la surface de la protéine jamais ciblée auparavant. Dans un premier temps,  nous avons développé en collaboration avec l’Equipe de M. Dontenwill (UMR 7213, Illkirch) un essai cellulaire basé sur la mobilité de celulles de glioblastomes capable d’identifier des inhibiteurs de cette intégrine [2]. Un criblage virtuel de notre chimiothèque Bioinfo-DB a permis d’identifier par la suite 3 molécules capables d’inhiber sélectivement l’intégrine α5β1 sans en modifier la propriété d’adhérence à la matrice extracellulaire, une caractéristique indispensable afin de développer des anticancéreux potentiels (thèse A.M. Ray). Dans le cadre d’un programme de pré-maturation (SATT Conectus Alsace), nous avons entrepris un programme de synthèse d’analogues structuraux afin d’optimiser les propriétés d’une des touches (Figure 3)


Une dizaine d’analogues a déjà été synthétisé, dont plusieurs montrent des propriétés antagonistes accrues par rapport à la touche de départ

Figure 3 : Histogramme représentant la vitesse de migration des cellules de glioblastomes U87MG surexprimant l’intégrine α5β1 traités par deux concentrations (50, 100 μM) d’antagoniste.


Une demande de programme de maturation est en cours (SATT Conectus Alsace) afin d’optimiser les propriétés antagonistes de la série, la breveter, et en déterminer les propriétés anti-cancéreuses in cellulo puis in vivo sur des modèles animaux.

Références

  1. Virtual screening identifies a low molecular-weight TrkB antagonist with anxiolytic and antidepressant potential in rodents.
    Cazorla, M., Prémont, J., Mann, A., Girard, N., Kellendonck, C. and Rognan, D. (2011)
    J. Clin. Invest., 121, 1846-1857

  2. Single cell tracking assay reveals an opposite effect of selective small non peptidic α5β1 or αvβ3 integrin antagonists in U87MG glioma cells.
    Ray, A.M., Schaffner, F., Janouska, H., Noulet, F., Rognan, D., Lelong-Rebel, I., Choulier, L., Blandin, F., Lehmann, M., Martin, S., Neubauer, S., Rechenmacher, F., Kessler, H. and Dontenwill, M. (2014)
    BBA Biochim. Biophys. Acta, 1840, 2978-2987

Collaborations

Collaborations internes

  • Dominique Bonnet
  • Nicolas Girard
  • Martine Schmitt (LIT, UMR 7200)

Collaborations externes

  • Jean Valmier (Institut des Neurosciences de Montpellier, INSERM U1051)
  • Monique Dontenwill (Faculté de Pharmacie, UMR 7213, Illkirch)
  • Maxime Cazorla (Institut Curie)

Financements

ANR,  SATT AxLR, INSERM-Transfert, SATT Conectus-Alsace

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