Bienvenu sur le site de l’axe « Synthèse et Bioanalyse » dédié à la “Chimie bioorganique des antiviraux et antitumoraux” de l’ICOA. Notre équipe de recherche se focalise d’une part sur la conception, la synthèse et la découverte de composés nucléosides et hétérocycles pour le traitement de diverses maladies infectieuses (cancers – virus), et d’autre part sur la mise au point de techniques de dosages analytiques appliqués au suivi thérapeutique. Nos activités scientifiques se situent volontairement à l’interface entre chimie organique – chimie biologie – chimie analytique de ces petites molécules ; les cibles privilégiées sont des virus à ADN et à ARN (VIH, hépatites B & C, herpès, variole, dengue). Nous avons aussi un intérêt croissant vers des protéines kinases et des facteurs de transcription NF-kappaB, qui jouent un rôle clef dans la réponse immune, inflammatoire, proliférative et apoptotique mais aussi dans la tumorigenèse.

Nos principaux axes de recherches sont :

• Chimiothérapie antivirale,
• Synthèse organique et méthodologie de synthèse,
• Chimie d’analogues de nucléosides et de pyrimidines di-substituées,
• Marquage isotopique,
• Impression moléculaire polymérique,
• Développement de méthodes « ultrasensibles » appliquées à la bio-analyse des antiviraux et anti-tumoraux.

Réalisations

Les principales familles travaillées au cours de la période 2005 – présent sont rassemblées dans le synopsis ci-dessous :

Premier axe : Synthèse – méthodologie (quelques réalisations)

Dans le cadre de recherche sur des inhibiteurs d’enzymes ou protéines virales ou impliquées dans l’apoptose ou la tumorigénèse, nous concevons sur la base d’un métabolisme amélioré de nouvelles structures ; la chimie mise en jeu s’appuie sur les développements les plus récents de la chimie organique. Les réactions de palladation, de métathèse d’oléfines, de cycloaddition de Huisgen ont ainsi été étudiées. Ces travaux sont effectués en étroite collaboration avec l’équipe du Prof. SP Nolan (ICIQ Tarragone – Espagne) à l’origine de divers catalyseurs organométalliques. Par exemple, nous avons réalisé une étude comparative de la réaction CuAAC en fonction de divers catalyseurs et conditions (thermique ou sous irradiations micro-onde) publiée comme Feature article « Broggi, J. ; Díez-González , S. ; Petersen, J. L. ; Berteina-Raboin, S. ; Nolan, S. ; Agrofoglio, L. A. Study of copper(I) catalysts for the synthesis of carbanucleosides via azide-alkyne 1,3-dipolar cycloaddition Synthesis 2008, 141-148. » Quelques autres réalisations sont présentées ci-dessous :

Réalisation 1 : nucléosides – palladation – Hépatite C

Culture cellulaire Human primary hepatocytes HCV replicon

Aucagne, V. ; Escuret, V. ; Zoulim, F. ; Durantel, D. ; Trepo, C. ; Agrofoglio, L. ; Joubert, N. ; Amblard, F. Preparation of ethynyl uridine derivatives as antiviral drugs against Flaviviridae, especially HCV. _________________________________________________________________________________ EP1674104 A1 28 Jun. 2006 EP2004-356207 24 Dec. 2004 WO2006067606 A1 29 Jun. 2006 WO2005-IB3882 22 Dec. 2005 Priority application : EP2004-356207 A, 24 Dec. 2004. Déposants : INSERM, CNRS Chem. Abst. : 145:63122

Réalisation 2 : Oxazolopyrimidines

Des oxazolopyrimidines ciblant le site allostérique de la Transcriptase inverse du VIH ont été obtenues comme mentionnés ci-dessous. Ces composés présentent des activités anti-VIH intéressantes. Nous avons développé et étudié la synthèse et réactivité chimique :

Réalisation 3 : acyclonucléosides - métathèse – palladation

Diversité chimique

Nucléosides et Réactions au Pd(0)

Deuxième axe : Impression Moléculaire Polymérique

L’Impression Moléculaire Polymérique (MIP) constitue une technologie en plein essor dont les applications vont de l’extraction de bioactifs (pharmaceutiques – cosmétiques – environnementaux) d’une matrice naturelle (fluides humains – plantes – eau), à la vectorisation de ces bioactifs, au criblage via des capteurs biomimétiques et à la catalyse hétérogène en milieu non agressif (chimie verte). L'impression moléculaire consiste tout d’abord à enrober des molécules cibles, dite « template » dans un réseau polymérique organique tridimensionnel et à considérer l’empreinte obtenue comme le « mime » d’une interaction enzyme-substrat. L’extraction de la molécule cible fournit alors un réseau polymérique poreux dans lequel les cavités et l’arrangement spatial des groupes fonctionnels correspondent au négatif du template. De nombreux paramètres doivent être évalués (a) les monomères (b) l'agent de réticulation (c) l'initiateur (thermique, UV, métathèse d’oléfines ROMP), la température, le pH et le type de solvant porogène.

Réalisation 4 :

Sur la base de ce principe, nous avons développé au laboratoire diverses approches pour l’impression de nucléosides et de nucléotides. Ici, par exemple, une approche d’impression à la fois covalente et non covalente pour obtenir un polymère spécifique de l’AMP à partir d’un « dummy template ».

Troisième axe : Bioanalyse de nucléosides et de nucléotides

Un autre axe prioritaire de notre équipe concerne l’analyse qualitative et quantitative de nucléosides et nucléotides antiviraux ou marqueurs du cancer. Cette thématique repose sur une étroite collaboration avec l’axe analytique de l’ ICOA. Le Dr Raphaël Delépée (MdeConf – analyticien) qui travaille à 50% au sein de ce groupe, a en charge le développement de méthodes bio-analytiques pour le dosage de concentrations plasmatiques et intracellulaires des antirétroviraux, mesures demandées dans la plupart des nouveaux essais thérapeutiques tant pour le SIDA que pour les hépatites ou comme détection de bio-marqueurs nucléosidiques de cancers. Le développement de techniques bio-analytiques à la fois très sensibles et très spécifiques permettrait d’obtenir des informations en termes de disposition des agents antiviraux (absorption, distribution, métabolisme et excrétion), interaction médicamenteuse, observance, cinétique individuelle des antiviraux, et suivi thérapeutique. Nous sommes, à l’heure actuelle, le seul groupe en Europe ayant publié une méthode validée aux normes en vigueur sur l’interface CE-MS/MS pour l’analyse des métabolites phosphorylés du VIH. Nous avons aussi développé de nouvelles méthodes LC-MS/MS en développant des tampons originaux, explorant de nouvelles colonnes et en validant de nouvelles cartouches d’extraction solide-solide. Les enjeux de cette recherche restent considérables puisqu’elle s’adresse à diverses pathologies (SIDA, hépatites, cancers, …).

Réalisation 5 : Bioanalyse de nucléosides marqueurs du cancer dans l’urine.

Un premier sujet porte sur le dosage de nucléosides marqueurs du cancer dans l’urine. La méthode de dosage originale, mise au point en mode HILIC (hydrophilic interactions chromatography) de 26 nucléosides avec un couplage à la spectrométrie de masse, a été publiée.

Dans un second temps une méthode de dosage sur carbone graphitique poreux a été mise au point. Sa combinaison avec une étape de purification basée sur les empreintes moléculaires polymériques développées permettra d’obtenir un outil de diagnostic fiable pour le dépistage précoce du cancer.

Chromatogrammes de l’urine dopée (C), de la fraction d’élution sur MISPE (B) et du témoin (A). 1 cytidine, 2 uridine, 3 3-méthyl-cytidine, 4 5-méthyl-cytidine, 5 guanosine, 6 adénosine et 7 N4-acétyl-cytidine.

Réalisation 6 : Dosage de nucléosides (tides) antiviraux en fonction des profils de réponses chez des patients traités pour hépatite chronique virale B- (Etude clinique DOSAPRE-B)

Ce second projet de bioanalyse est amorcé depuis peu avec le CHR d’Orléans (projets Hôpital promoteur DOSAPRE-B et Fondation pour la Recherche Médicale). Cet axe prioritaire au niveau de la région centre est incrit au contrat de plan état-région. L’objectif principal de cette étude est la mise au point d’une technique de dosage des analogues des nucléosides (lamivudine, entécavir) et nucléotides (adéfovir, ténofovir) ainsi que leurs métabolites dans le plasma et dans les cellules mononuclées du sang périphérique (PBMC) chez des patients traités pour hépatite chronique virale B. Ce projet a reçu l’accord du Comité de Protection des Personnes de Tours - Ouest-1 (Région Centre) pour la partie clinique (Loi Huriet) de cette étude. Les prélèvements sanguins sur 30 patients atteints de l’hépatite B ont commencé au 1er avril 2008.