Transcript Diapositives présentées - Académie Nationale de Pharmacie

Ciblage du mécanisme redox de Plasmodium
falciparum à l’aide de molécules
bioréductibles
Pr Françoise NEPVEU, PHARMA-DEV, UMR 152
Pharmacochimie et pharmacologie pour le développement
Académie Nationale de Pharmacie, Paris, 2 Avril 2014
Situation actuelle du paludisme préoccupante
Nécessité
Plus de 200 millions de personnes infectées
Taux de mortalité du paludisme sévère : 25 %
Moindre efficacité à l’artémisinine
Nouvelles molécules
Nouveaux archétypes structuraux
Nouveaux mécanismes d’action
Nouvelles cibles
2013
2
INODs
Guide
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Indolone-N-oxydes (INODS)
Optimisation pharmacochimique
Activités antipaludiques in vivo
Procédé de solubilisation
Mécanismes d’action
Perspectives
• Piégeurs de radicaux : adduits radicalaires
stables
• Fonction nitrone oxydo-réductible
réversiblement
• 1 forme réduite est radicalaire
• Réaction avec les thiols
Fortes activités antipaludiques
100-1000 nM
2. Optimisation pharmacochimique
Faible contribution
à l’activité
Pharmacophore redox
essentiel à l’activité
Haute contribution à l’activité
1 200 nM
CI50
0,3 nM
composés
Le meilleur hit, in vitro
O
O
Hit n° 26
N
N
O
Souches de P. falciparum
CI50 (nM)
FcB1 :
<3
Cytotoxicité:
CC50 (nM)
Index de sélectivité
IS = CC50/IC50
MCF-7 = 43 900
> 14 623
KB = 338 000
198 823
Log Pcalc = 2. 3
(CQ = 151; ART = 6)
3D7 :
= 1,7
(CQ = 35; ART = 4)
Nepveu F. Kim S, Boyer J, Chatriant O, Ibrahim H, Reybier K, … et al, Synthesis and antiplasmodial activity of new
indolone N-oxide derivatives, J. Med. Chem, 2010, 53, 699-714
5
3. Activités antipaludiques in vivo
Modèle murin : Plasmodium berghei (ANKA); essai de Peter
% de clérance de la parasitémie (à
Composé
a p.o.:
administration par voie orale
b i.p.: administration intrapéritonéale
30 mg/kg/jour; 4 jours)
p. o.a
i. p.b
O
O
1
4
14,5%
32,4%
62,1%
Cl
O
N
meilleur hit, in vivo
O
40,5%
O
1
O
26
20,9%
15,3%
N
N
27
25,1%
30,4%
O
Meilleur hit, in vitro
Résultats non reproductibles, très faible solubilité dans l’eau des composés!!!!
4. Nouveau procédé de solubilisation
Essais de solubilisation : mélange d’huiles; co-solvants;
microémulsions; tensio-actifs et liposomes; cyclodextrines.
Préparation de nanosuspensions (NPs)
à base d’albumine sérique humaine (HSA)
1
2
3
Résultats négatifs…
Résultats positifs…
O
1: albumine + eau
2 : composé + albumine
3 : composé + eau.
O
Cl
O
N
O
1
Ibrahim N. et al. Albumin-bound nanoparticles of practically water-insoluble antimalarial
lead greatly enhance its efficacy. Int. J. Pharmaceutics, 2014, 464, 214-224.
7
Activités antipaludiques in vivo
1- Test de Peter: modèle 100 % murin
Parasite du rongeur : P. berghei
Pr B. Pradines, Université Aix-Marseille
2- Modèle murin humanisé :
Parasite humain : P. falciparum
Pr D. Mazier, Université Pierre and Marie Curie
Test de Peter : P. berghei ANKA
1er modèle
D0
D30
D3
D7
Modèle humanisé, P. falciparum 3D7
D10
D18
2ème modèle
8
O
1) Activités antipaludiques in vivo , modèle 100% murin
O
Cl
O
Temps de survie moyen
Composé
Dose
% inhibition de
la parasitémie
Non formulé
30 mg/kg/4 j, po
14,5
-
Non formulé
30 mg/kg/4 j, ip
62,1
-
HIT 1 - NPs
25 mg/kg/4 j, iv
99,1
> 34
Chloroquine
30 mg/kg/4 j, ip
100
26
Chloroquine*
10 mg/kg/4 j,
99
17
Artesunate*
10 mg/kg/4 j, iv
99
17
* Data from litterature
N
O
1
(j)
HIT 1
2) Activité antipaludique in vivo du “hit” 1 formulé sous forme de
nanoparticules (1-NPs) sur le modèle murin ‘humanisé’
(Plasmodium falciparum)
Composé
Dose
% inhibition de la parasitémie
Chloroquine
15 mg/kg/4 j, po
100
Artésunate
4 mg/kg/4 j, po
28
Hit 1- NPS
25 mg/kg/4 j, iv
97,5
10 mg/kg/4j, iv
96 %
Artémisinine-NPs
10
5. Mécanismes d’action
Ciblage de la « machinerie » redox de Plasmodium falciparum
- Protéines redox du parasite
- Composants spécifiques du parasite
- Architecture du globule rouge qui héberge le parasite
F. Nepveu & F. Turrini. Targeting the redox metabolism of P. falciparum. Future Med Chem. 2013, 5(16) 1-13.
Images confocales de GR sains et parasités, traités par INOD-1 et analyses
par microscopie électronique des vésicules relarguées
Hyper-phosphorylation de la bande 3
Déstabilisation de la membrane
Contrôle = Globule rouge sain traité
A
B
C
Pantaleo A et al. Free Rad Bio Med, 2012, 52, 527-536.
INODs
INODs
1) Pénétration très rapide dans les globules rouges
1 Pénétration très rapide
2) Bioréduction identique sur GR sain ou parasité
3) Cible identifiée : quinone reductase 2 (QR2)
2 Bio-réduction immédiate :
4) Le cycle redox avec QR2 génère des ROS
intermédiaire radicalaire, INODs°
5) Le signal redox active une Syk kinase
Activation
3 Cible : QR2
of Syk kinase
6) Forte phosphorylation de la bande 3
5
6
7) Déstabilisation de la membrane et vésiculation 4 Cycle redox INODS/QR2 :
8) Arrêt de la croissance du parasite
génération de ROS
Band 3 phosphorylation
?
and clustering
7
Aucun effet hémolytique sur GR sain
- Najahi E. et al. Eur. J. Med. Chem. 2014, 76, 369-375.
- Najahi E. et al. Eur J Med Chem. 2014, 78, 269-274.
- Nguyen T. H. Y., et al. J. Inorg. Biochem. 2013, 126, 7-16.
- Reybier K. et al. Bioelectrochemistry, 2012, 88,57-64.
- Pantaleo A. et al. Free Rad Bio Med, 2012, 52, 527-536.
- Ibrahim H. et al. MedChemComm., 2011, 2, 860-869.
- Boyer J. et al. Free Rad. Res. 2004, 38(5):459-71
Malaria
parasite
Membrane
destabilization
and vesiculation
8
Stop of parasite
growth
6. PERSPECTIVES
ART = artémisinine
2014-20??
1
2011-2014
2006-2009
2
Solubilisation;
Pharmaco-
2003
2000
modulation
découverte
des activités
antipaludiques
synthèse de
piégeurs de
radicaux à adduits
très stables
Nanoparticules
essais in vivo
1) ART : entreprise
(Italie, Cagliari)
2) INODS
(Madrid-Tres Cantos)
14
Collaborations : Turin, Cagliari, Madrid,
Montpellier, Paris
Etudes précliniques : Toxicologie, PK, PD
- Test d’AMES : aucune génotoxicité;
- Essais sur 55 récepteurs humains : négatif
faible interaction sur 2 uniquement;
- « Hit to lead optimization » pour aboutir à une
administration par voie orale
Equipe
Laure-Estelle Cassagnes (Doc)
Remerciements
Dr. Ennaji Najahi (Post-doc),
Nambinina RakotoArivelo (Doc)
Pierre Perio (Assistant-Ingénieur),
Karine Reybier (MCF), Fabrice Collin, Paul Louis Fabre;
Dr Jeremy Boyer; Dr. Hany Ibrahim ; Dr. Nehal Ibrahim
Dr. Sothea Kim ; Dr. Nguyen Thi Hoang Yen
PHARMA-DEV : Alexis Valentin
Compagnies
IDEALP-Pharma, S. Petit and JP Nallet (France)
GSK
Collaborations
Merci de votre attention
Paolo ARESE (University of Torino, Italy)
Leonardo BASCO et Bruno Pradines (Marseille, France)
Philippe LEGRAND (Université de Montpellier)
Dominique Mazier (University Pierre et Marie Curie, Paris)
Franco Turrini (University of Torino, Italy)
Livia Vivas (LSHTM, London, UK)
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