Etude des interactions des dérivés de la Thioflavine T avec les agrégats amyloïdes

• Auteur / Autrice : Rodrigue Leuma Yona
• Direction : Peter Faller, Emmanuel Gras
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie. Biologie. Santé
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tomographie par émission

Relations structure-activité

Thérapeutique

Alzheimer, Maladie d'

Protéine amyloïde bêta

Mots clés libres

Maladie d'Alzheimer

Réactions de couplages croisés

Dérivés Thioflavine T

Fibres amyloïdes beta

Constantes d'affinités

Techniques physico-chimiques

Etude structure-activité

Tomographie par Emission de positons (TEP)

Résumé

Les ligands pour le diagnostic précoce de la maladie d'Alzheimer par des techniques d'imageries nucléaires (TEP, TEM. . . . ) actuellement en cours d'études peuvent être répartis en trois catégories : les dérivés de la Thioflavine T (ThT), les styrylbenzenes (SB) et les aminonaphtyles. Jusqu'à présent peu d'études fondamentales portant sur l'interaction des petites molécules avec les agrégats amyloïdes ß ont été effectuées. Les variations de structures ne semblent pas être issues d'un design moléculaire rationnel, mais plutôt obtenues de manière presque aléatoire. Durant ce travail de thèse, nous avons synthétisé les composés dérivant de la ThT et effectué une étude rationnelle de leur relation structure-affinité pour les agrégats amyloïdes. Tout d'abord, les dérivés de la ThT ont été obtenus avec de bons rendements par activation au micro-onde ou de manière catalytique en présence de lanthanide. Diverses fonctions ont par la suite pu être introduites soit par alkylation réductrice en présence de dérivés carbonylés ou par des réactions de couplage de Suzuki. Le transfert de ces méthodes sur un automate de synthèse pour une synthèse parallèle a été exploré. Nous avons ensuite préparé et caractérisé les agrégats amyloïdes in vitro. Enfin, nous avons déterminé les constantes d'affinités de ces dérivés pour les agrégats amyloïdes in vitro. Une étude rationnelle nous a permis de proposer certaines hypothèses permettant une amélioration de l'affinité. Ce travail de thèse nous a permis de proposer des méthodes alternatives permettant d'obtenir les ligands de la famille de la ThT, il nous a permis d'obtenir des dérivés pouvant être fonctionnalisés ultérieurement, de proposer des hypothèses sur le design des composés de la famille de la ThT permettant d'avoir une forte affinité pour les agrégats amyloïdes. Cette étude sera poursuivie dans le but de synthétiser des composés ayant une meilleure affinité et une spécificité pour l'utilisation par imagerie TEP.

Three main categories of PET ligands (ThioflavinT (ThT), styrylbenzene (SB) and aminonaphtyl derivatives) of Alzheimer's disease associated aggregates are currently under investigation for the early diagnostic by this molecular imaging technique. Yet not much is known about the structure/function relationships explaining the nature of the interaction marker/ aggregate and most improvement of binding affinity seemed to arise from random studies. In the course of this PhD work, we have synthesized ThT derivatives and started a rational structure/affinity study. First of all, syntheses of derivatives have been carried out either under microwave irradiation or using lanthanide catalysis. Further functionnalization has been obtained either by the way of reductive alkylation with an array of carbonyl derivatives, or using Suzuki cross coupling. Benzothiazole derivatives were obtained in all cases with good to excellent yields. The transfer of these syntheses to an automatised synthesiser allowing parallel synthesis has been explored. We then prepared and characterized amyloïd fibrils in vitro. Finally, in vitro binding affinities of theses derivatives to different amyloïd aggregates have been determined by Chemical Physics techniques. This enabled us to propose some important feature regarding the marker/Amyloid beta fibrils interaction. This work now allows us to propose efficient alternative methods to obtain such PET radioligands, this gives an efficient access to a broad array of derivatives of this family and to their later functionnalization. One can also propose some hypotheses regarding the molecular design of binding affinity of this family of ligand to amyloïd fibrils. This study will be pursued in order to synthesize radioligands with better binding affinity and specificity for PET imaging.