Synthèse d’inhibiteurs pyridopyrimidiniques de la voie PI3K/Akt/mTOR et mise au point de tests enzymatiques dans l’évaluation de leurs activités inhibitrices

par Thibault Saurat

Thèse de doctorat en Interface chimie-biologie. Systèmes moléculaires à visées thérapeutiques

Sous la direction de Sylvain Routier et de Hélène Benedetti.

Soutenue le 24-02-2012

à Orléans , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences et technologies (Orléans) , en partenariat avec Institut de chimie organique et analytique (Orléans) (équipe de recherche) .

Le président du jury était Jean-Pierre Bazureau.

Le jury était composé de Sylvain Routier, Hélène Benedetti, Jean-Pierre Bazureau, Ralf Jockers, Fabrice Anizon, Philippe Bougnoux.

Les rapporteurs étaient Ralf Jockers, Fabrice Anizon.


  • Résumé

    Devant l’incidence de la suractivation de la voie PI3K/Akt/mTOR sur les cancers, nous avons choisi d’inhiber cette voie de signalisation. Etant donné la forte analogie structurale qui existe entre les enzymes PI3K et mTOR, nous avons conçu des inhibiteurs doubles ciblant deux kinases majeures de la voie. Ces inhibiteurs possèdent un noyau original pyrido[3,2-d]pyrimidinique. Afin d’apporter de la diversité fonctionnelle et d’engendrer un effet thérapeutique, les sommets C-4, C-2 et C-7 furent fonctionnalisé séquentiellement selon l’ordre suivant. Tout d’abord, la position C-4 fut fonctionnalisée par des hétérocycles par substitution nucléophile aromatique. Puis divers cycles hétéroaromatiques furent introduits en position C-2 par couplage de type Suzuki-Miyaura. Enfin, des groupements variés furent insérés en position C-7 par différentes réactions. Dans l’étude de l’influence du squelette, l’isomère de position pyrido[2,3-d]pyrimidine fut également synthétisé et fonctionnalisé. Afin de tester ces inhibiteurs originaux, une plateforme de tests d’activités in vitro a été mise en place où cinq kits enzymatiques ont été optimisés sur la kinase PI3K, et un test sur mTOR. Ces tests exploitant la méthode de TR-FRET et de bioluminescence ont été validés avec des inhibiteurs de référence basés sur 4 facteurs : la corrélation entre IC50(littérature) et IC50(mesurée), Z’, R², et S/B.Au final, plus de soixante produits finaux ont été évalués in vitro sur PI3K et mTOR. La moitié présentent une IC50 inférieure à 100 nM et 5 ont des IC50 inférieures à 10 nM. Dans le cadre des échanges du Cancéropôle Grand Ouest, les produits ont été testés sur 6 lignées de cellules cancéreuses.

  • Titre traduit

    Synthesis of pyridopyrimidinic inhibitors of the PI3K/Akt/mTOR pathway and development of assay kits in the evaluation of their inhibitory activities


  • Résumé

    Considering the impact of overactivation of the PI3K/Akt/mTOR pathway in cancer, we chose to inhibit this signaling pathway. Given the high structural similarity between the PI3K and mTOR enzymes, we designed dual inhibitors targeting two of the three major kinases of the pathway. These inhibitors posses an original pyrido[3,2-d] pyrimidine scaffold. In order to provide a functional diversity and generate a therapeutic effect, the peaks C-4, C-2 and C-7 were functionalized sequentially in the following order. Position C-4 was first functionalized with aliphatic heterocycles by nucleophilic aromatic substitution. Then, various heteroaromatic rings were introduced at the C-2 position by Suzuki-Miyaura coupling. Finally, different functions were inserted at the C-7 peak by different reactions. In order to study the influence of the scaffold, the pyrido[2,3-d]pyrimidine isomer was also synthesized and functionalized. To test these original inhibitors a platform testing in vitro activities was set up in which five assay kits were optimized for the kinase PI3K, and one kit for mTOR. These tests exploit the TR-FRET and bioluminescence methods and were validated with commercially available inhibitors based on four factors: the correlation between IC50(literature) and IC50(measured), Z’, R², and S/B. In the end, more than sixty final products were evaluated in vitro on PI3K and mTOR. Half present an IC50 below 100 nM and 5 of them show an IC50 under 10 nM. As part of collaboration within the Cancéropôle Grand Ouest, the products were also tested on six cancer cell lines.

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