Synthèse et évaluation d’oligoribonucléotides 2’-O-modifiés par des groupements biolabiles acétalesters ou alkyldithiométhyles dans une approche de prodrogues d’ARN interférents

par Annabelle Biscans

Thèse de doctorat en Ingénierie moléculaire

Sous la direction de Françoise Debart.


  • Résumé

    Les ARN interférents sont de puissants outils thérapeutiques et biologiques pour la mise en silence de l'expression des gènes. Afin d'améliorer leur stabilité enzymatique, leur biodistribution et leur pénétration cellulaire, nous proposons de développer une approche prodrogue d'ARN interférent. Ce manuscrit rapporte la synthèse et l'évaluation de pro-ARN masqués temporairement par des groupements biolabiles susceptibles d'être hydrolysés dans les cellules afin de libérer l'ARN naturel actif. Deux types de modifications sont présentés : des groupes acétalesters enlevés par des carboxyestérases et des groupes alkyldithiométhyles sensibles à un environnement réducteur. Dans une première partie, une nouvelle méthode de synthèse de pro-ARN partiellement modifiés en position 2' par des groupements acétalesters est décrite. Plusieurs groupements variant par leur caractère lipophile ou cationique sont évalués. Des résultats prometteurs d'études physico-chimiques, de stabilité enzymatique, de pénétration cellulaire et d'inhibition de gènes mettent en valeur l'intérêt d'utiliser certains pro-ARN modifiés en tant qu'outils thérapeutiques. Une deuxième partie présente une voie de synthèse originale de pro-ARN modifiés en position 2' par des groupements alkyldithiométyles. Les propriétés physico-chimiques, la stabilité enzymatique et le démasquage de ces pro-ARN sont décrits. Parallèlement, l'étude d'une réaction d'échange thiol-disulfure permettant l'incorporation de liens disulfures intrabrin au sein de duplex d'ARN et de constructions tige-boucles est détaillée dans ce manuscrit.

  • Titre traduit

    Synthesis and evaluation of 2’-O-modified oligoribonucleotides bearing acetalester or alkyldithiomethyl biolabile groups in a siRNA prodrug-like approach


  • Résumé

    SiRNA are powerful therapeutic and biological tools for gene silencing. In the aim of improving their stability, their biodistribution and their cellular delivery, we propose to develop a siRNA prodrug-like approach.This manuscript reports the synthesis and the study of pro-RNA temporarily masked by biolabile groups which could be hydrolyzed inside cells in order to release the active unmodified RNA. Two types of modifications are presented: acetalester groups removed by carboxyesterases and alkyldithiomethyl groups cleaved in a reducing environment within cells.In a first part, a new synthesis strategy of partially modified 2'-O-acetalester pro-RNA is described. Several acetalester groups varying in their lipophilicity and their charge are evaluated. Promising results obtained in physical-chemical studies, enzymatic stability and gene inhibition highlight the use of these modified pro-RNA as therapeutic drugs. A second part introduces an original approach for the synthesis of 2'-O-alkyldithiomethyl pro-RNA. The physical-chemical properties, the enzymatic stability and the unmasking of this pro-RNA are described.Moreover, the study of a thiol-disulfide exchange reaction allowing the incorporation of intrastrand disulfide bond into secondary structure duplex and hairpin is reported in this manuscript.

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