Thèse soutenue

Stratégies d'inhibition de la O⁶-méthylguanine-ADN-méthyltransférase (MGMT) pour la chimiothérapie combinée des gliomes résistants au témozolomide

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Auteur / Autrice : Jaime Franco Pinto
Direction : Anton GranzhanSophie Bombard
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance le 15/12/2021
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie et modélisation pour la biologie du cancer (Orsay, Essonne ; 2015-....)
référent : Faculté des sciences d'Orsay
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Chimie (2020-....)
Jury : Président / Présidente : Boris Vauzeilles
Examinateurs / Examinatrices : Jean-François Constant, Marcel Hollenstein, Paola Barbara Arimondo
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-François Constant, Marcel Hollenstein

Résumé

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Le gliome est le nom d’un vaste groupe de cancers primitifs du système nerveux central (SNC). Ce type de cancers du cerveau est une tumeur très maligne et invasive, qui se caractérise par un très mauvais pronostic et une espérance de vie très courte. Aucun remède n’a été trouvé jusqu'à présent, et le traitement palliatif consiste en une approche multimodale qui comprend la chirurgie, la radiothérapie et la chimiothérapie avec le Temozolomide (TMZ). Le TMZ est un promédicament qui libère un cation diazométhyle alkylant les bases nucléiques de l'ADN, notamment en position O⁶de la guanine en produisant l’adduit O⁶-méthylguanine (O⁶MeG). La formation d'O⁶MeG conduit à la mort cellulaire suite à l’échec de la réparation de l’ADN. Cependant, plus de 50% des patients montrent une réfractivité envers ce médicament en raison de la surexpression de la O6-méthylguanine-ADNméthyltransférase (MGMT), une enzyme suicide qui élimine le groupement méthyle de la O⁶MeG en restaurant la guanine. Dans le cadre de cette thèse, nous avons exploré trois stratégies originales pour surmonter la chimiorésistance MGMT-dépendante, afin d’augmenter l'efficacité du TMZ. La première stratégie consistait à développer des ligands pouvant interagir avec les résidus O⁶MeG dans l’ADN par des liaisons hydrogènes, en masquant ainsi ces derniers de l'action de la MGMT. Ici, la capacité de 11 nouveaux composés (ainsi que 18 autres molécules synthétisées précédemment) à stabiliser les duplexes de l'ADN contenant les résidus d’O⁶MeG a été évaluée in vitro, ainsi que leur cytotoxicité intrinsèque ou en combinaison avec le TMZ, dans la lignée cellulaire multirésistante T98G. Cependant, aucun des composés n'était capable de stabiliser sélectivement l'ADN contenant la O⁶MeG, ni de générer de cytotoxicité (seul ou en combinaison avec la TMZ) dans cette lignée, cette stratégie a donc été abandonnée. La seconde stratégie était basée sur les molécules hybrides comportant une unité interagissant avec l'ADN (l’acridine) liée à un inhibiteur bien connu de la MGMT, O⁶-benzylguanine (O⁶BG), dans le but d’obtenir des composés qui interagissent avec l'ADN et inhibent également la MGMT. Deux séries d’hybrides de trois composés chaque ont été obtenues, en variant le site d’attache (N⁹ de la guanine vs. le groupement benzyle) et la longueur et la nature chimique du linker. Il a été démontré que tous les hybrides interagissent avec l’ADN double-brin, quoique sans l’intercalation du résidu de l’acridine, et inhibent la MGMT irréversiblement in vitro avec une efficacité variable mais comparable à celle de la O⁶BG. Parmi ces composés, deux hybrides N⁹-conjugués ont montré one cytotoxicité synergique en combinaison avec les doses sous-toxiques du TMZ. L’un des composés a été démontré à inactiver la MGMT cellulaire ; toutefois, contrairement au O⁶BG, ce composé ne produit pas de dommage à l’ADN ni seul ni en combinaison avec la O⁶BG, selon les résultats d’immunomarquage γH2AX. Enfin, il a été démontré que ce composé induit l'apoptose dans les cellules, non pas en générant des cassures d'ADN double-brin mais en activant les caspases 3 et 7. La troisième approche consistait à synthétiser un inhibiteur de MGMT photo-activable, notamment le derivé de la O⁶BG portant un groupement photoclivable qui, suite à l’irradiation, pourrait libérer l’inhibiteur de MGMT actif. Malheureusement, le dérivé portant le groupement photo-clivable s’est avéré plus cytotoxique que la O⁶BG même, cette stratégie a donc été abandonnée.