Synthèse et études d’oligonucléotides et de peptides comportant un complexe photoactivable de ruthénium(II)

Preparation and study of synthetic ruthenium II complex labeled oligonucléotides and peptides

• Auteur / Autrice : Mathilde Villien
• Direction : Eric Defrancq
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Biologie
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Grenoble 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oximes

Peptides

Oligonucléotides

Ligands (biochimie)

Composés complexes

Ruthénium

Photothérapie

Cancer

Mots clés libres

Ressources génétiques , Photosondes

Résumé

Les complexes de ruthénium(II) font l’objet d’un intérêt croissant en tant que photosondes du matériel génétique ou nouvelles drogues en photothérapie anti-cancéreuse. Les complexes contenant des ligands TAP (1,4,5,8-tétraazaphénanthrène) sont capables sous l’action d’une irradiation lumineuse, de génèrer spécifiquement un photoadduit avec la guanine. Cette photoréactivité constitue une stratégie prometteuse pour contrôler l’expression d’un gène. Toutefois, le manque de sélectivité de ce type de photoréaction bloque leur potentiel thérapeutique. Afin de surmonter cet obstacle, nous avons attaché le complexe de ruthénium à l’extrémité d’un oligonucléotide. Cette approche repose sur l’utilisation des propriétés intrinsèques de reconnaissance spécifiques des oligonucléotides vis-à-vis d’une cible acide nucléique. Pour préparer les conjugués, nous avons utilisé la formation d’un lien éther d’oxime en mettant au point une méthode douce et efficace de conjugaison, optimisée dans des conditions conformes aux exigences physiologiques. Nous avons préparé différents conjugués à partir des complexes [Ru(TAP)3]2+ et [Ru(TAP)2Phen]2+, ancrés indifféremment à l’extrémité 3’ ou 5’ des oligonucléotides, afin d’en étudier le potentiel photochimique. En illuminant ces nouveaux conjugués dans le visible, nous avons mis en évidence la formation spécifique d’un photopontage entre une guanine de l’acide nucléique ciblé et le complexe de ruthénium. Nous avons également étendu notre procédé en ancrant le complexe [Ru(TAP)2Phen]2+ à des peptides vecteurs

The Ru(II) complexes have found widespread interest as luminescent DNA probes, or new phototherapeutic agent against cancer. Complexes containing highly π-deficient polyazaaromatic ligands such as TAP (1,4,5,8-tetraazaphenanthrene) under illumination are able to form specifically a photoadduct with the guanine nucleobase. This photoreactivity might be an extremely promising strategy to control the normal cellular process, and so perturb the gene expression. However, the lack of selectivity of this photoreaction blocks their therapeutic development. To overcome this, we have realised the attachment of such metal complexes to the extremity of an oligonucleotide. This approach is based on the specific recognition of a target nucleotidic sequence by a nucleic acid probe. In this purpose, we have chosen to use the chemoselective oxime ligation. This coupling reaction was found to be highly efficient, between both unprotected moieties, with minimal chemical manipulation and working in physiological conditions. We have built some conjugate with two complexes of Ru(II) : [Ru(TAP)2Phen]2+ and [Ru(TAP)3]2+, anchoring at the 3’ or 5’ extremity of the oligonucléotides, in order to determine their photochemical potentiel. Then under visible illumination, we have demonstrated that the conjugates produce the specific and irreversible photocrosslinking between a guanine unit of the target and the ruthenium complex. Finally, we have also decided to extend our process by anchoring the complex [Ru(TAP)2Phen]2+ to cell-penetrating peptides