Targeting CAIX with small molecules : design, synthesis and biological efficacy

Cibler CAIX en utilisant de petites molécules : conception, synthèse et efficacité biologique L'hypoxie est une caractéristique saillante de nombreuses tumeurs solides et provient d'un apport vasculaire inadéquat et immature, entraînant une diminution l'apport d'oxygène et nutriments. Ces régions hypoxiques montrent une résistance aux modalités de traitement classiques telles que la radio et la chimiothérapie et sont associées à une survie insuffisante. Dans des conditions hypoxiques,le HIF-1α améliore l'expression de nombreux gènes cibles,l'un d'eux étant l'anhydrase carbonique IX (CAIX). La CAIX est une enzyme transmembranaire,impliquée dans l'hydratation réversible du dioxyde de carbone au bicarbonate et au proton. L'objectif de cette thèse était de cibler CAIX en utilisant divers médicaments à double cible combinés avec des radiosensibilisateurs, des médicaments cytotoxiques etdes médicaments bio-réductibles. Dans cette thèse,plusieurs approches de ciblage CAIX ont été étudiées.Étant donné que les nitroimidazoles sont de bons sensibilisants cellulaires hypoxiques, nous avons conçu plusieurs composés à double cible existant par combinaison d'un nitroimidazole et d'une fraction inhibitrice d'anhydrase carbonique IX (chapitre 3). Auparavant, notre groupe a montré que le dérivé à base de sulfamide 7 a amélioré l'efficacité thérapeutique de l'irradiation de manière dépendante la CAIX avec un rapport d'amélioration de la sensibilisation (SER) de 1,50, ce qui est plus élevé que plusieurs radiosensibilisateurs testés cliniquement tels que le misonidazole et le nimorazole. L'efficacité de la chimiosensibilisation a été observée lors de la combinaison de 7 avec doxorubicine chez des souris porteurs de tumeur HT29 (chapitre 3).Une approche à double cible similaire peut être exploitable pour délivrer des médicaments cytotoxiques vers des cellules exprimant CAIX, ce qui entraîne une administration ciblée spécifique de la tumeur et par conséquent réduit la toxicité normale des tissus. Le chapitre 4 décrit la conception et la synthèse de nouvelles séries de composés à double cible combinant plusieurs médicaments anti-cancéreux. Un seul composé,c'est-à-dire un dérivé ATRi, a montré une efficacité supérieure en association avec un rayonnement dans des cellules surexprimant CAIX par rapport aux cellules dépourvues d'expression CAIX.Le chapitre 5 décrit la conception et la synthèse de divers dérivés de nitroimidazole bio-réductibles,des agents alkylants de moutarde d'azote et des dérivés de N-oxyde combinés avec une fraction inhibitrice de l'anhydrase carbonique IX. Tous ces composés présentent des profils d'inhibition faibles à modérés vers plusieurs isoformes CA testées. Nous avons observé que différentes substitutions et liens dans la même famille de composés influencent la capacité de liaison à CAIX.Pour élargir notre étude sur les médicaments bio-réductibles, le chapitre 6 décrit la conception et la synthèse de 2, 5-nitroimdazole et moutarde d'azote combinées avec des inhibiteurs de l'anhydrase carbonique IX par un agent de liaison de carbamate. Le dérivé 2-nitroimidazole 1b a révélé une cytotoxicité dans les lignées cellulaires HT29 et HCT116 et pourrait être expliqué par le potentiel de réduction des 2-nitroimidazoles par rapport aux 5-nitroimidazoles, car nos résultats n'ont montré aucune cytotoxicité des dérivés du 5-nitroimidazole. Nos futures études visent à optimiser l'efficacité radiosensibilisante de 2b et 2c explorent davantage les propriétés cytotoxiques de 1b.En conclusion, cette thèse a montré que le double nitroimidazole cible combiné à la CAIXi augmente l'efficacité des modalités de traitement standard telles que la chimiothérapie et la radiothérapie. Le ciblage de la CAIX avec la combinaison de médicaments cytotoxiques continue d'être une approche intéressante pour les tumeurs hypoxiques cibles à l'avenir. Les médicaments bio-réductibles avec des potentiels de réduction plus élevés serviraient d'agents cytotoxiques potentiels aux tumeurs hypoxiques, ce qui réduirait la toxicité tissulaire normale.