Glycosylation des dérivés de l’imidazo[4,5-b]pyridine

Activité de réversion de la résistance aux anticancéreux

L’efficacité d’une chimiothérapie est souvent limitée par la résistance cellulaire aux cytotoxiques. La plupart des cancers métastasés soit sont d’emblée résistants à la chimiothérapie (résistance intrinsèque), soit répondent au traitement dans un premier temps puis récidivent et deviennent résistants (résistance acquise). Parmi tous les mécanismes de résistance opposés par les cellules aux cytotoxiques, il en est un qui leur est commun : il s’agit d’une augmentation de l’efflux actif des médicaments qui induit la diminution de leur concentration intracellulaire. Ce phénomène d’efflux est étroitement lié à des protéines transmembranaires énergie-dépendantes appartenant à la superfamille des transporteurs ABC (ATP-binding cassette) dont le chef de file est la P-gp 170 (P glycoprotéine). Sa surexpression chez les cellules cancéreuses est à l’origine de l’échec de plusieurs chimiothérapies [33]. Des screening, ont montré que des molécules appartenant à des familles chimiques et thérapeutiques très diverses peuvent moduler la chimiorésistance liée à la surexpression de la P-gp [34]. Néanmoins, la toxicité reste un problème majeur pour leur application thérapeutique en raison des doses élevées nécessaires. Face à ce problème et à la difficulté de trouver de nouveaux anticancéreux non concernés par la MDR, la recherche de produits capables à faibles doses de restaurer l’efficacité des traitements actuels, devient une piste intéressante dans la lutte contre le cancer. A cette fin, nous avons testés trois de nos produits (14-16) sur des cellules murines du lymphome T surexprimant la P-gp 170.

Glycosylation des dérivés de l’imidazo[4,5-b]pyridine L’importance biologique des molécules hétérocycliques à base imidazo[4,5-b]pyridine étant bien établie et surtout en tenant compte des résultats des tests préliminaires présentés dans le chapitre précédent, nous nous sommes fixés comme objectif d’essayer d’augmenter la solubilité de nos hétérocycles dans l’eau. Les milieux biologiques étant principalement aqueux, il serait très intéressant de pouvoir exalter la solubilité des molécules organiques dans l’eau qui reste un solvant de choix étant donné que c’est le liquide le plus abondant, il est bon matché et surtout non toxique. L’eau est un liquide structuré source d’effets spéciaux, les effets hydrophobes [37]. En effet, les composés organiques sont très peu solubles dans l’eau et leur enthalpie de dissolution est négative (ΔH<0). Il y a organisation des molécules d’eau autour des molécules organiques (schéma 18).

Une tendance des molécules organiques à s’associer entre elles est observée en milieu aqueux afin de minimiser les interactions défavorables avec l’eau. Cette association provoque l’expulsion de molécules d’eau de la couche de solvatation : c’est l’effet hydrophobe. Ainsi, dans les réactions en milieu aqueux, les molécules organiques (non solubles) subissent dans l’eau une pression externe considérable (environ 2270 atm.). La cohésion de l’eau agit donc de façon analogue à une pression externe. Il est à noter que pour profiter de l’effet hydrophobe, il faut que les réactifs soient ou moins partiellement solubles dans l’eau. Il s’agit donc essentiellement de petites molécules sur lesquelles sont greffés des groupements favorisant la solubilité dans l’eau. Il peut alors s’agir de groupement carboxylate, ammonium ou bien encore d’un résidu polyhydroxylé tel qu’un sucre imitant en cela la nature qui solubilise certains substrats par glycosylation.

Les sucres se sont vus attribuer pendant longtemps un rôle structurant ou de réserve énergétique et constituent de ce fait des biomolécules beaucoup moins nobles que les protéines notamment. L’importance biologique des sucres est apparue plus tardivement et constitue un thème fondamental de recherche en chimie, biologie et pharmacologie. Il est en effet désormais bien établi que les sucres interviennent au niveau de processus aussi complexes que la protection immunologique, la transmission cellulaire, l’activité hormonale et surtout la reconnaissance cellulaire. Les études mécanistiques de ces phénomènes biologiques ont permis de mettre en évidence un point essentiel : l’interaction entre une molécule biologiquement active et son récepteur, n’est pas uniquement due à la complémentarité de leur géométrie tridimensionnelle ou à la conformité électrique de leurs charges mais également aux interactions hydrophobes entre leurs surfaces de contact [38,39]. Les hydrates de carbone ont été considérés jusqu’à une période récente comme étant des composés essentiellement hydrophiles.

Cependant, l’étude structurale des cyclodextrines a montré que ces oligomères cycliques présentent une cavité interne hydrophobe [40]. D’une façon similaire, il a été rapporté que des oligomères tels que les cyclodextrines dont tous les hydroxyles sont orientés sur la face externe de la chaîne, délimitant ainsi une face hydrophile alors que les groupes méthines définissent une face hydrophobe, permettent d’exalter la solubilité des composés lipophiles dans l’eau [41]. Lemieux et col. [42] ont montré que le caractère amphiphile des monosaccharides notamment le D-galactose (21), la D-galactosamine (22) et le L-fucose (23) est souvent impliqué dans les phénomènes de reconnaissance oligosaccharides-protéines. Il en résulte que des structures saccharidiques comportant en périphérie des unités galactose, galactosamine et/ou fucose peuvent être impliquées non seulement dans des interactions polaires mais également hydrophobes.

Activation du L-sorbose

Le L-sorbose est un monosaccharide généralement préparé par oxydation du D-glucitol (ou sorbitol). En solution, ce sucre peut exister sous plusieurs formes en équilibre : une forme acyclique, deux formes furanosiques et deux formes pyranosiques. D’après la littérature [43,44] cet équilibre se montre généralement très favorable aux formes cycliques et en particulier à la forme furanosique. Les quatre formes cycliques du L-sorbose comportant un hydroxyle primaire à caractère néopentylique (OH-1), il est alors intéressant de pouvoir comparer sa réactivité, dans des réactions de N-alkylation sur des noyaux imidazo[4,5-b]pyridine, par rapport aux autres hydroxyles, notamment dans le cas des formes furanosiques où l’on note la présence d’un deuxième hydroxyle primaire.

Afin d’étudier les réactivités relatives des différents groupements hydroxyles du L-sorbose, nous avons procédé à une protection partielle du substrat à l’instar de la méthode décrite dans la littérature par Misbahi et col. [45]. La réaction du L-sorbose avec l’acétone en milieu acide conduit, suivant les conditions opératoires, au 2,3:4,6-di-O-isopropylidène-α-L-sorbofuranose (24) ou au 2,3-O-isopropylidène-α-L-sorbofuranose (25) [45]. Ces composés ont été identifié par RMN1H et 13C. Sur le spectre RMN1H (figure 7) les protons méthyliques (a1, b1, a2, b2) correspondants aux deux groupements fonctionnels acétonide résonnent entre 1,7 et 1,1 ppm sous forme de quatre singulets, alors que sur le spectre RMN13C (figure 8), ces groupements méthyle présentent des signaux à 18,53- 26,45- 27,31 et 28,86 ppm. On note aussi la présence des deux signaux relatifs aux deux carbones quaternaires (c1, c2) à 60,21 et 63,41 ppm.

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Table des matières

Table des matières
Liste des abréviations
Introduction générale
Chapitre I : Synthèse de nouveaux hétérocycles à motif imidazo[4,5-b]pyridine
I- Méthodes de synthèse des imidazo[4,5-b]pyridines
A- Synthèse à partir des dérivés de la pyridine
B- Synthèse à partir des dérivés de l’imidazole
II- Synthèse d’hétérocycles à motif imidazo[4,5-b]pyridine
III- Réactivité des dérivés de l’imidazo[4,5-b]pyridine
A- Réactions de N-alkylation sur le noyau imidazopyridine
B- Activité de réversion de la résistance aux anticancéreux
1- Chimiorésistance
2- Test de rétention à la rhodamine 123
3- Résultats et discussion
Chapitre II : Glycosylation des dérivés de l’imidazo[4,5-b]pyridine
I- Activation du L-sorbose
A- Activation par tosylation
B- Activation par bromation
II- Couplage avec des noyaux imidazo[4,5-b]pyridines
A- Action du 2,3 : 4,6-di-O-isopropylidène-α-L-sorbofuranose tosylé
B- Action du 1-bromo-2,3 : 4,6-di-O-isopropylidène-α-L-sorbofuranose
Partie expérimentale
I- Synthèse du noyau imidazo[4,5-b]pyridine
II- Alkylation de la 6-bromo-2-[(4’-N,N-diméthylamino)phényl]-3H-imidazo[4,5-b]pyridine
A- Action du bromure d’allyle
B- Action du bromure de propargyle
III- Protection et activation du L-Sorbose
A- Protection du L-sorbose
1- Préparation du 2,3 : 4,6-di-O-isopropylidène-α-L-sorbofuranose
2- Préparation du composé 2,3-O-isopropylidène-α-L-sorbofuranose
B- Activation du L-sorbose protégé
1- Activation par tosylation
2- Activation par chloration
3- Activation par bromation
IV- Couplage du noyau imidazo[4,5-b]pyridine avec le L-sorbose activé par glycosylation
A- Glycosylation du 6-bromo-2-(4’-nitrophényl)-3H-imidazo[4,5-b]pyridine
B- Glycosylation du 6-bromo-2-[(4’-N,N-diméthylamino)phényl]-3H-imidazo[4,5-b]pyridine
Conclusion générale
Références bibliographiques