Conception, synthèse et évaluation biologique de nouveaux inhibiteurs sélectifs de la kinase d'adhésion focale à activité anti-tumorale potentielle

Design, synthesis and biological evaluation of novel selective inhibitors of Focal Adhesion Kinase (FAK) with potential anti-tumor activity

• Auteur / Autrice : Bo Li
• Direction : Huixiong Chen, Mélanie Ethève-Quelquejeu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pharmacochimie
• Date : Soutenance le 20/11/2019
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Médicament, toxicologie, chimie, imageries (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie et Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques (Paris ; 1998-....)
• Jury : Président / Présidente : Delphine Joseph
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Delphine Joseph, Sandrine Piguel, Charles Truillet, Christiane Garbay
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Delphine Joseph, Sandrine Piguel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Inhibiteurs

Thérapie moléculaire ciblée

Cancer -- Thérapeutique

Protéine FAK

Cancer

Mots clés libres

Cancer

FAK

Inhibiteurs covalents

Squaramide

Amination de Buchwald-Hartwig

Réaction micro-ondes

Composés fluorescents

Cancer

FAK

Covalent inhibitor

Squaramide

Buchwald-Hartwig aminiation

Microwave reaction

Fluorescent compound

Résumé

La kinase d'adhésion focale (FAK) est une tyrosine kinase ubiquitaire surexprimée dans certaines cellules cancéreuses chez l'Homme. Son activation entraine de nombreux processus biologiques tels que l'adhésion, la migration, l'invasion, la prolifération, la survie cellulaire et l'angiogenèse. FAK joue un rôle important dans la suppression de la réponse immunitaire et son inhibition a un effet synergique avec l'immunothérapie. FAK apparaît donc comme une cible de choix dans le cadre de thérapies ciblées dans la lutte contre le cancer. Le travail présenté au sein de cette thèse porte sur le développement d'inhibiteurs de FAK. Dans une première partie, la conception d'inhibiteurs se liant de façon covalent avec un résidu cystéine de l'enzyme a été entreprise. Pour cela nous avons développé une voie de synthèse portant sur la modification d'un motif 2,4-diaminopyrimidine relié par un lien squaramide à un groupement électrophile. Des études biochimiques ont permis de mettre en évidence le caractère covalent de ce type d'inhibiteur. Afin d'augmenter la sélectivité pour la kinase, des modifications structurales au niveau du noyau pyrimidine et du motif électrophile ont été réalisées. Cette stratégie a permis d'obtenir 10 nouveaux inhibiteurs covalents dont l'un d'entre eux présentant une augmentation de la sélectivité pour FAK. La modification de dérivés pyrimidines halo-substituées a ensuite été étudiée dans le cadre de la synthèse d'inhibiteurs de type II. Pour cela, la réaction d'amination de Buchwald-Hartwig a été optimisée, sous conditions micro-ondes permettant ainsi d'obtenir 29 exemples avec de bons rendements. Finalement, la conception de composés fluorescents à permis d'accéder à de nouveaux outils d'étude pour la détection de FAK. Le motif fluorescent NBD a été introduit en position 4 du cycle pyrimidine via un groupement aminé ou un lien éthylène diamine. Par cette stratégie, 3 composés fluorescents ont été obtenus, dont l'un d'entre eux comporte un motif électrophile réactif.

Focal adhesion kinase (FAK) is a ubiquitously over-expressed non-receptor tyrosine kinase in many human cancer cells. It has been proved that FAK is a key regulator in cell adhesion, motility, invasion, metastasis, survival and angiogenesis. Recently it has been found that FAK plays an important role in suppressing immune response and inhibition of FAK has a synergetic effect with immunotherapy. Hence, FAK kinase is a very promising target for the treatment of cancer. The work presented in this thesis is devoted to develop inhibitors of FAK. In the first part, the conception of covalent inhibitors that contain an electrophile reacting with a specific cysteine was examined. A feasible synthetic route for the synthesis of 2,4-diaminopyrimidine scaffold covalent inhibitors was established and the biochemical characterisation proved covalent inhibitory feature of compound with a squaramide moiety as linker. In order to improve the kinase selectivity, structural modification on pyrimidine ring and electrophile was conducted to afford 10 new covalent inhibitors and one of them showed improved kinase selectivity. Next, we turned our attention to the amination of 5-halo-2-substituted pyrimidine, which is a key step for the synthesis of type II inhibitor of FAK. We optimized the microwave-assisted Buchwald-Hartwig reaction and 29 examples were given in good to high yield. In the final part, the fluorescent compound was designed as imaging tools for the detection of FAK. The fluorophore (NBD) was introduced to the 4 position of pyrimidine via an amino group or ethylenediamino linker. 3 fluorescent compounds including one covalent fluorescent compound were obtained.