Synthèse et évaluation biologique d’analogues du mannose 6-Phosphate fonctionnalisés pour la thérapie enzymatique substitutive

Synthesis and Biological Evaluation of Mannose-6-Phosphate Analogues Functionalized for Enzyme Replacement Therapy

• Auteur / Autrice : Khaled El Cheikh
• Direction : Alain Morere
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique, minérale, industrielle
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mannose

Maladies lysosomiales congénitales

Mots clés libres

Maladies lysosomales

Thérapie enzymatique substitutive

Récepteurs cation-indépendant du mannose 6-phosphate

Analogues du mannose 6-phosphate

Ciblage

Test d'affinité

Résumé

Les maladies de stockage lysosomales sont des affections génétiques rares et graves caractérisées par un déficit d'une ou plusieurs enzymes spécifiques conduisant à l'accumulation des substrats dans le lysosome. Le traitement de ces maladies, par l'enzymothérapie substitutive utilisant des enzymes lysosomales recombinantes, cible le récepteur du mannose 6-phosphate cation-indépendant (RM6P-CI). Le RM6P-CI permet le transport des enzymes porteuses du marqueur M6P vers les lysosomes. Ce marqueur de reconnaissance M6P est cependant sensible à l'hydrolyse par les phosphatases. Nous avons donc entrepris la synthèse d'analogues du M6P fonctionnalisés en position anomère par différents bras espaceurs en vue de leur couplage aux enzymes lysosomales. L'évaluation biologique de ces analogues, appelés AMFA, a montré qu'ils sont très affins pour le RM6P-CI et ne sont pas cytotoxiques. L'affinité pour le RM6P-CI de la cathepsine D-KDEL mutée est augmentée 10 fois par le couplage de l'un de ces analogues. D'autre part, l'activité enzymatique est conservée pour l'enzyme modifiée chimiquement.

Lysosomal storage diseases are a group of 50 genetically inherited disorders that are characterized by a deficiency of one or more specific lysosomal enzymes which causes an accumulation of substrates inside the lysosome. Enzyme replacement therapy consists in the targeting of recombinant enzymes through the cation-independent mannose 6-phosphate receptor (CI-M6PR) transport. CI-M6PR allows the transport of enzymes carrying the M6P marker towards the lysosomes. The main drawback with the M6P recognition marker is its sensitivity to hydrolysis by phosphatases. Therefore, isosteric analogues of M6P functionalized at the anomeric position by different spacer arms were synthesized. The biological evaluation of these analogues revealed that they are stable in human serum and are recognized by CI-M6PR as well as the M6P itself. Additional studies on living cells showed that none of the prepared analogues is cytotoxic. The conjugation of AMFA-1 to the cathepsin D-KDEL low affinity mutant induced a 10-fold increase of its affinity for the CI-M6PR. The enzymatic activity of chemically modified cathepsin D-KDEL was found fully maintained.