The search for new inhibitors of bacterial efflux pumps among amine derivates of 5-Arylidenehydantoin

Recherche de nouveaux inhibiteurs des pompes d'efflux bactériennes dans les groupes dérivés d'amine de la 5-Arylidenehydantoin

• Auteur / Autrice : Ewa Otrebska-Machaj
• Direction : Jean-Marie Pagès, Katarzyna Kiec-Kononowicz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pathologie humaine. Maladies infectieuses
• Date : Soutenance le 15/06/2015
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Anna Wesolowska
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Katarzyna Kiec-Kononowicz, Pawel Zajdel, Pawel Zagrodzki, Maria Walczak, Irma Podolak, Gabriel Nowak, Jolanta Obniska, Alicja Budak, Jadwiga Handzlik, Sandrine Alibert
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Danijel Kikelj

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hydantoïnes

Infections à Enterobacteriaceae

Enterobacter aerogenes

effets des médicaments et substances chimiques

Multirésistance bactérienne aux médicaments

Antibactériens

pharmacologie

Amines

Mots clés libres

AcrAB-TolC

Epi

Mdr

Des dérivés de l’hydantoine

AcrAB-TolC

Mdr

Epi

Derivatives of hydantoin

Résumé

L’objet de ces recherches était de trouver de nouveaux EPIs du système d’efflux AcrAB-TolC dans les groupes de dérivés d’amine de la 5-arylidenehydantoine et de la 5-arylideneimidazolone. Dans la première étape de recherche, 32 nouveaux dérivés ont été obtenus après modification de la structure lead P2.Un screening théorique du risque toxique et la prédiction des propriétés médicamenteuses des composés ont été réalisés en utilisant le programme OSIRIS qui calcule différentes propriétés médicamenteuses pertinentes basées sur la structure planaire de la molécule.Dans l’étape suivante de la recherche, l’activité des composés a été évaluée par des études microbiologiques sur souches d’Enterobacter aerogenes avec différentes expressions de la pompe d’efflux AcrAB. La première étude effectuée était un test de sensibilité pour déterminer les CMI des composés afin de trouver une concentration à laquelle les utiliser avec des antibiotiques sans avoir l’influence de leur activité intrinsèque. Puis l’effet des composés sur la sensibilité des antibiotiques tels que l’acide nalidixique, le chloramphénicol, la doxycycline et l’érythromycine a été étudié. Après, le type de coopération avec les antibiotiques a été déterminé par la construction d’isobologrammes et le calcul de l’index de FIC. Les dernières études microbiologiques réalisées sont des tests d’efflux en temps réel qui utilisent un colorant fluorescent 1,2’-dinaphthylamine et ont permis de suivre directement le fonctionnement de la pompe. L’étude des relations structure-activité souligne le rôle essentiel de la nature amphiphile des EPIs dérivés de groupes arylidene de l’hydantoine et de l’imidazolone.

The purpose of this research was to find new EPIs of the AcrAB-TolC efflux system in groups of amine derivatives of 5-arylidenehydantoin and 5-arylideneimidazolone. In the first stage of the research 32 new derivatives of 5-arylidenehydantoin were obtained as a result of modifications of the lead structure P2. Theoretical screening of the toxicity risk as well as the prediction of drug-like properties of hydantoins/imidazolones synthesised were performed by using the OSIRIS program which calculates various drug-relevant properties based on a planar structure of the molecule.In the next stage of the research the activity of compounds was evaluated in microbiological studies. Strains of Enterobacter aerogenes with different expressions of the AcrAB efflux pump were used. The first study carried out was a susceptibility test determining the MICs of compounds in order to find a concentration that could be used in combination with antibiotics without the influence of an intrinsic antibacterial activity of the compounds. Then the effect of the compounds on bacterial susceptibility to antibiotics such as nalidixic acid, chloramphenicol, doxycycline and erythromycin was examined. After, the type of cooperation with antibiotics was determined based on isobolograms and the FIC index calculated. The last of microbiological studies was the real-time efflux (RTE) assay which used the fluorescent dye 1,2’-dinaphthylamine and allowed the functioning of the pump to be monitored directly. The structure-activity relationship (SAR) analysis emphasized the essential role of the amphiphilic nature of the EPIs from the group of arylidene derivatives of hydantoin and imidazolone.