Vers la synthèse et l’étude d’oligonucléotides modifiés Développement de sondes chimiques ciblant le ribose de l’ARN

Toward the synthesis and the study of modified oligonucleotides. Development of chemical probes targeting the ribose of RNA

• Auteur / Autrice : Laura Nodin
• Direction : Juan Xie
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 17/09/2015
• Etablissement(s) : Cachan, Ecole normale supérieure
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pratiques (1998-2015 ; Cachan, Val-de-Marne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Photophysique et Photochimie Supramoléculaires et Macromoléculaires (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1993-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Juan Xie, Rachida Zerrouki, Sylvie Pochet, Olivier Mauffret, Philippe Fossé, Nadège Lubin-Germain
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Rachida Zerrouki, Sylvie Pochet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nucléosides

Oligonucléotides

Mots clés libres

Nucléosides aminooxy acides

Oligonucléotides modifiés

Chemical probes

Modified oligonucleotides

Nucleosides aminooxy acids

Résumé

Un très grand nombre de travaux de recherche fait état de l’intérêt des oligonucléotides en tant qu’agents thérapeutiques. Les modes d’actions envisageables sont très variés (thérapie antisens, antigène, interférence ARN, etc.). Cependant, les propriétés pharmacocinétiques et pharmacodynamiques des oligonucléotides naturels ne permettent pas leurs utilisations in vivo. Leurs propriétés peuvent être améliorées par des modifications chimiques. Notre travail consiste à synthétiser une nouvelle génération d’oligoribonucléotides modifiés : les oligomères de nucléosides aminooxy acides. Dans ces oligomères, la liaison phosphodiester de l’ARN est remplacée par une liaison N-oxyamide -CONHO-. Cette liaison est stable vis-à-vis des hydrolyses chimiques et enzymatiques et est facilement engagée dans des liaisons hydrogène. La préparation de différents nucléosides aminooxy esters protégés à partir de l’uridine ou du D-(+)-glucose est présentée. Par ailleurs, les N-oxy PNA constituent une autre famille d’oligonucléotides modifiés présentant une liaison N-oxyamide. L’analyse structurale des monomères et des dimères de N-oxy PNA est détaillée.De plus, un projet en collaboration avec le LBPA s’intéresse à une méthode de détermination de la structure secondaire des ARN. Dans ce but, nous avons conçu, synthétisé et étudié des sondes chimiques ciblant le ribose des nucléotides non appariés d’ARN. L’emploi de catalyseurs nucléophiles comme la DMAP permet d’augmenter la réactivité des sondes.

A large number of researches report the interest of oligonucleotides as therapeutic agents. The modes of actions are very varied (antisense therapy, antigen therapy, RNA interference, etc.). However, the pharmacokinetic and pharmacodynamic properties of natural oligonucleotides do not allow their in vivo uses. Their properties can be improved by chemical modifications. Our work consists to synthesize a new generation of modified oligoribonucleotides: the oligomers of aminooxy acids nucleosides. In such oligomers, the phosphodiester bond of the RNA is replaced with a N-oxyamide bond -CONHO-. This linkage is stable to chemical and enzymatic hydrolysis and is easily engaged in hydrogen bondings. The preparation of different protected aminooxy esters nucleosides starting from uridine or D-(+)-glucose is presented. Furthermore, N-oxy PNA constitute another family of modified oligonucleotides having a N-oxyamide bond. Structural analysis of the monomers and the dimers of N-oxy PNA is detailed.In addition, a project in collaboration with the LBPA focuses on a method for determining the secondary structure of RNA. To this end, we designed, synthesized and studied chemical probes targeting ribose of unpaired nucleotides. The use of nucleophilic catalysts such as DMAP increases the reactivity of the probes.