Synthèse d'inhibiteurs fluorescents des transporteurs vésiculaires du glutamate : outils pharmacologiques pour les maladies neurodégénératives

Synthesis of fluorescent probes targeting VGLUTs for diagnosis and pharmacological studies

• Auteur / Autrice : Mahamadou Djibo
• Direction : Nicolas Pietrancosta, Isabelle McCort
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Interface chimie-biologie
• Date : Soutenance le 28/11/2016
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Médicament, toxicologie, chimie, imageries (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Descartes (1970-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie et Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques (Paris ; 1998-....)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Belmont
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Belmont, Philippe Dauban, Jean Dessolin, Pierre-Yves Renard, Stéphanie Daumas
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Dauban, Jean Dessolin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transmission nerveuse

Fluorescence

Maladies neurodégénératives

Marqueurs biologiques

Glutamate (ion)

Mots clés libres

Glutamate

VGLUTs

Biomarqueurs

Outils pharmacologiques

Maladies neurodégénératives

Radioligand

Fluorescence

Glutamate

VGLUTs

Biomarkers

Pharmacological tools

Neurodegenerative diseases

Radioligand

Fluorescence

Résumé

Le glutamate est le neurotransmetteur excitateur majeur du système nerveux. Avant sa libération par exocytose, le glutamate est accumulé dans les vésicules synaptiques par les transporteurs vésiculaires glutamates (VGLUT1-3). LesVGLUTs sont des acteurs majeurs de la transmission glutamatergique et leurs implications dans les pathologies neurologiques et pathologiques a été bien établie au cours des 10 dernières années. Ils représentent des cibles thérapeutiques clés pouvant être utilisés spécifiquement pour les études physiopathologiques ou le diagnostic des maladies impliquant le système glutamatergique. Toutefois malgré leur importance notoire la pharmacologie de ces transporteurs reste très pauvre et limite les investigations. Les modulateurs sélectifs développés à ce jour se limitent à quelques analogues du substrat naturel et les colorants azoïques comme le Bleu Trypan. Notre projet porte sur le développement d'outils pharmacologiques fluorescents sélectifs et affins des VGLUTs. Ces modulateurs seront utilisés pour mieux comprendre l'implication des VGLUTs dans les maladies neurodégénératives mais également dans les études sur la compréhension de la neurotransmission glutamatergique, les études physiopathologiques ou le diagnostic de maladies impliquant le système glutamatergique. Pour atteindre ces objectifs nous avons développé des bioisostères fluorescents du Bleu Trypan en pharmacomodulant la tête polaire naphtyle par des fluorophores coumarines et quinoléines. L'activité de ces composés a été mesurée in vitro sur vésicules synaptiques purifiées à partir de cerveaux de rats.

Vesicular Glutamate Transporters (VGLUTs) allow the loading of presynapic glutamate vesicles and thus play a critical role in glutamatergic synaptic transmission. The implication of VGLUTs in several major neuropathologies as Alzheimer or Parkinson's disease have characterized during the last decades. Moreover, VGLUTs represent the best biomarker for glutamatergic neuropathologies and a key biological target for their diagnostic or treatment. Despite the pivotal role of VGLUTs, their pharmacology appears quite limited. Known competitive inhibitors are restricted to some dyes, such as Trypan Blue and glutamate analogues. The lack of pharmacological tools has heavily hampered VGLUT investigations. To better understand VGLUT implications, we proposed to synthesize specific VGLUT inhibitors with high selectivity and improved pharmacological properties. In particular, we focused our attention in the design of fluorescent analogues. Indeed, fluorescent compounds mimicking glutamate and targeting VGLUTs could be used as imaging biomarkers to study glutamatergic neurotransmission in physio-pathological context. We thus selected fluororescent scaffolds, such as coumarin and quinoline to perform scaffold hoping of Trypan Blue naphtyl moiety. These compounds have been evaluated for their ability to block glutamate uptake into isolated presynaptic vesicles purified from rat brain.