Etude des relations structure-fonctions de l'aromatase de mammifere mutagenese dirigee de l'aromatase humaine et developpement de nouveaux inhibiteurs

Study of the structure-functions relationships of the mammalian aromatase directed-mutagenesis studies with human aromatase and development of new inhibitors

• Auteur / Autrice : PIERRICK AUVRAY
• Direction : Gilles-Éric Séralini
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Caen

Résumé

L'aromatase est responsable de la synthese des estrogenes, hormones essentielles dans la physiologie du developpement et de la reproduction, mais egalement impliquees dans les pathologies estrogeno-dependantes. C'est pourquoi, les traitements therapeutiques contre de telles maladies, notamment contre les cancers du sein, font souvent appel a l'utilisation d'inhibiteurs de l'aromatase, dont l'activite intra ou peritumorale est presente dans 60 a 70% de ces cancers. En etudiant les relations structure-fonctions de l'aromatase, nous avons developpe de nouveaux inhibiteurs de l'enzyme selon quatre approches complementaires qui, abordees en combinaison, se sont revelees extremement fructueuses. La premiere, qui consiste a tester l'effet de molecules, synthetisees d'apres la connaissance structurale des substrats et inhibiteurs connus, sur l'activite aromatase humaine microsomiale, nous a permis de mettre en evidence deux nouveaux inhibiteurs non-steroidiens derives de l'indane, mr 20814 et mr 20818 aussi puissants que la 4-hydroxyandrostenedione, inhibiteur steroidien actuellement utilise en clinique. La seconde voie d'approche est l'etude comparative de l'effet de molecules sur deux modeles mammaliens : les aromatases humaine et equine. Celles-ci presentent une forte homologie de structure avec quelques differences enzymatiques et de structure primaire. Nous avons montre par ailleurs que mr 20814 inhibait peu l'aromatase equine et que ceci pouvait etre du a une conformation differente du site actif. La modelisation moleculaire des sites actifs nous a finalement permis d'orienter la synthese de nouveaux composes derives de l'indolizinone parmi lesquels mr 20492 et mr 20494, non cytotoxiques, s'averent etre aussi puissants dans un systeme cellulaire que la fadrozole, inhibiteur non-steroidien parmi les plus puissants testes en clinique. La troisieme approche a ete realisee grace a la connaissance du gene de l'aromatase et de sa structure. Elle nous a permis de developper des oligodeoxynucleotides antisens, paan-lb et paan-e, non cytotoxiques et tres puissants puisqu'ils ont diminue de 85% de l'activite aromatase a une concentration de 2 m. Les composes paan-lb et paan-e peuvent etre, par consequent, de tres bons candidats pour le developpement d'un nouveau type de therapie contre le cancer du sein. La quatrieme approche vise a mieux connaitre le site actif de l'aromatase humaine, actuellement deduit de la comparaison avec des cytochromes bacteriens solubles, et a developper ainsi des inhibiteurs plus puissants. Par mutagenese dirigee, en remplacant certains residus de l'aromatase humaine par leur homologue equin (31 mutations etudiees), nous avons mis en evidence une difference entre les residus proposes pour etre impliques dans l'aromatisation des androgenes et des nor-androgenes. D'autre part, nous avons determine les residus essentiels pour l'orientation du substrat et la stabilite du site actif. L'ensemble de ce travail represente une recherche fondamentale qui permet de mieux connaitre le fonctionnement et la structure d'un cytochrome p-450 de mammifere, et en plus cela devrait permettre de developper des inhibiteurs de l'aromatase encore plus puissants et selectifs que ceux actuellement utilises dans le traitement des cancers du sein.