Etude des interactions molécules d'intérêt pharmacologique/modèles membranaires : cas des polyènes et de nouvelles molécules antipaludiques

Study of the interactions between pharmaceutical relevant molecules and model membranes : focus on antifungal polyenes and new antimalarial molecules

• Auteur / Autrice : Thierry-Johann Robin
• Direction : Sandrine Morandat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologie
• Date : Soutenance le 17/12/2014
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Génie Enzymatique et Cellulaire / GEC

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biocapteurs

Inhibiteurs

Chloroquine

Méfloquine

Pharmacologie moléculaire

Biomolécules

Molécules

Spectroscopie de fluorescence

Liposomes

Langmuir-Blodgett, Couches de

Antifongiques

Amphotéricine B

Antipaludiques

Polyènes

Membranes (biologie)

Mots clés libres

Hématine

Hémozoïne

Modèles membranaires

Nystatine

PhosohatidylEthanolamine

Model membranes

Antifungal polyene molecules

Antimalarial molecules

Biosensors

Langmuir monolayers

Résumé

L’objection générale de ces travaux est de comprendre les mécanismes d’interaction de molécules d’intérêt avec les membranes afin de faciliter la synthèse de molécules plus efficaces contre leurs cibles tout en étant moins toxique pour l’Homme. Dans la première partie de ces travaux, nous avons étudié les interactions entre ces modèles membranaires et les polyènes antifongiques, connus pour interagir avec les stérols des membranes plasmiques. Nous nous sommes particulièrement intéressés à la Nystatine et à l’Amphotéricine B, deux molécules de structure chimique très proche et actuellement utilisées dans l’industrie pharmaceutique. L’utilisation de différents modèles membranaires et de techniques adaptées a montré que la PhosphatidylEthanolamine avait très vraisemblablement un rôle primordial dans le mécanisme d’interaction de ces molécules avec les membranes. Dans la deuxième partie de ces travaux, nous nous sommes intéressés à l’inhibition de la formation du cristal d’hémozoïne formé lors de la croissance du parasite responsable du paludisme. Ce cristal est formé d’hématine, hautement toxique pour le parasite. L’hématine et l’inhibition de la formation de l’hémozoïne constituent une cible moléculaire idéale pour combattre cette maladie. La chloroquine, la méfoquine et de nouveaux inhibiteurs dérivés de la méfloquine ont été utilisés. L’étude de l’inhibition de la formation du cristal s’est faite en utilisant des monocouches de Langmuir, servant ainsi de biocapteurs. Ces travaux ont montré que l’énantiomérie, mais aussi la lipophilicité des nouveaux composés antipaludiques sont des paramètres importants en vue de la synthèse de molécules plus efficaces.

The main purpose of this work is to better understand the mechanisms of interaction between pharmaceutical relevant molecules and model membranes in order to facilitate the synthesis of new molecules, more efficient against their molecular target and less toxic for Humans. In the first part, we studied the interactions occuring between these models and antifungal polyene molecules. It has been reported that these molecules interacted preferentially with sterols. We specifically focused on Nystatin and Amphotericin B, two polyenes with a very similar chemical structure and presently used as a treatment against fungi and molds. Using different kind of model membranes, we showed PhosphatidylEthanolamine could have a very important role in the mechanism of action of these molecules. In the second part of this work, we studied the inhibition of the formation of a cristal called « hemozoïn », which is growing during the life cycle of the parasite responsible of malaria. This cristal is made of hematin, a toxic by-product of the degradation of hemoglobin, the main source of amino-acids for the parasite. Hematin and the inhibition of the growth of this cristal is a ideal molecular target to combat malaria. Chloroquine, mefloquine and new mefloquine-derivatives were studied. The study of the inhibition of the formation of the cristal was done using Langmuir monolayers as a biosensor. We showed that stereochemistry, but also lipophilicity of these compounds, are important parameters for the synthesis of more efficient antimalarial molecules.