schisto-med trioxaquines : nouvelles molécules anti-schistosomiase julien portela – jérôme...

Schisto-MedTrioxaquines : nouvelles molécules

anti-schistosomiase

ECOLE PRATIQUE DES

HAUTES ETUDES

Julien Portela – Jérôme Boissier

Partenaire scientifique :

Des biologistes (porteur de projet) : Jérôme Boissier, Julien Portela

Des pharmacochimistes : Bernard Meunier, Frédéric Coslédan

Des chimistes: Anne Robert

Partenaire financier :

350 000 euros sur 2 ans

Partenariat

1ère étape : synthèse des drogues

2ème étape : production en masse des drogues

3ème étape : purification des drogues

4ème étape : test in vitro et in vivo

LCC

Palumed

CBETM

5ème étape : étude des mécanismes d’action LCC et CBETM

Bilharziose : qu’est ce que c’est ?

- 74 Pays

- 200 Millions de personnes infectés

2nde Parasitose mondiale derrière la malariaOMS, http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs115/fr/index.html

- 650 Millions de personnes vivent en zone d’endémie

Schistosoma mansoniHôte définitif vertébré

Hôte intermédiaire : Biomphalaria glabrata

1981 : Cyclosporine A1920 : Emétine*1900 Av J-C : Antimoine1918 : dérivés de l’Antimoine*1955 : Metrifonate*1962 : Lucanthone1964 : Niridazole*1965 : Hycanthone**1969 : Oxamniquine*1976 : Amoscanate*1978 : Oltipraz* et RO11 3128

1977 : Praziquantel

Historique des traitements

* = toxiques* = resistances

Praziquantel

- Contractions musculaires et altération du tégument

- 2-(cyclohexylcarbonyl)-1,2,3,6,7,11b-hexahydro-4H-pyrazino[2,1a]isoquinolein-4-one

Praziquantel

Avant traitement Après traitement

Praziquantel



- Action synergique avec le système immunitaire

Praziquantel



- Seul anti-schistosome efficace sans effets secondaires (et pas cher!!! 0.35$US pour traiter un enfant)

- Action synergique avec le système immunitaire

Résistances au praziquantel

“The prospect of having a single drug available for a disease affecting 200 million people is quite alarming especially if both laboratory and field observations leave little room for doubt that resistance to praziquantel has emerged or will soon emerge”. (Cioli, 2000 Curr Opin Infect Dis)

1994 : Premier cas de résistance au praziquantel découvert en Egypte (Ismail et al., 1996)

1995 : Deuxième cas de résistance au praziquantel découvert au Sénégal (Stelma et al., 1995)

Depuis pas d’autres cas de résistance mais une baisse généralisée de sensibilité au praziquantel

Sur le terrain :

2 souches résistantes au praziquantel ont été sélectionnées (Fallon, Doenhoff, 1994; Ismail et al., 1994)

En laboratoire :

Trends in Parasitology, Volume 24, Issue 9, September 2008, Pages 379-382

2008 Les oxadiazoles

2008 La mefloquine

2001 L’artémisinine

Anti-malarique efficace contre les schistosomes

Dirigés contre les molécules de détoxification (Thiorédoxine Glutathione Réductase)

Anti-malarique analogue de la chloroquine efficace contre les schistosomes

Plasmodium et Schistosoma : deux parasites hématophages

Plasmodium

Pigment malarique ou hémozoïne

Schistosoma


- Atome Fe au sein d’une porphyrine

- Unité de base de l’hémoglobine

- Libéré lors de la digestion de l’hémoglobine

- L’interaction entre le Fe et l’O2

moléculaire entraîne la formation de réactifs oxygénés (eau oxygénée, superoxyde…) toxiques pour le parasite

Hème une cible de choix

- Association en feuillet de l’hème : hémozoïne

- Détoxification par l’oxydation du FeII en FeIII



Distribution de la malaria et de la bilharziose

Malaria : 1 200 000 morts/an Bilharziose : 300 000 morts/an

- « Profiter » du mécanisme et de l’efficacité de molécules déjà connues

- Créer une molécule différente qui n’engendrera pas de résistance envers les molécules de références

- Multiplier le nombre de molécules potentiellement efficaces

Comment utiliser les mécanismes d’action des anti-malariques ayant pour cible l’hémozoïne, sans

pour autant utiliser ces anti-malariques ?

Construction de nouvelles molécules ayant pour base les anti-malariques

Les molécules duales

Artémisinine et Chloroquine

Empêchent la polymérisation de l’hème

Trioxaquines

Trioxane ChloroquineTrioxa Trioxaquine quine

Étape suivante : test in vitro et in vivo

Protocole des essais thérapeutiques

1 Test in vitro

3 Test in vivo

2 Sélection des molécules

In vitro- Souris infestées

- Perfusion à 21 jours pour récupérer les stades schistosomules

≈ 15 Schistosomules par puits2 puits par drogue+ 2 témoins et 2 Pzq

- Perfusion à 49 jours pour récupérer les stades adultes

In vitro- Souris infestées

≈ 15 Adultes par puits2 puits par drogue+ 2 témoins et 2 Pzq

Mesures

- Un paramètre objectif : mortalité

- Un paramètre subjectif : mobilité

Mobilité

Mesures

- Un paramètre objectif : mortalité

- Un paramètre subjectif : mobilité

- Trois groupes de molécules

Résultats in vitro

tps pour tuer 100% des larves

tps pour tuer 100%

des adultes

PA1085 x o

PA1166 x x

PA1195 x x

PA1216 o x

PA1234 o x

PA1448 o x

PA1197 o x

PA1372 o o

PA1044 x o

ACETO x o

PA1214 x x

PA1233 o o


tps pour tuer 100% des

adultes

Praziquantel 30min 30min

PA1140 2h 3h

PA1188 4h 1h

PA1259 5h 3h

PA1111 6h 1h30


tps pour tuer 100% des

adultes

PA1018 x x

PA1162 x x

PA1265 x 4h

PA1305 x 3h

PA1120 6h 5h

PA1103 7h 6h

PA1110 x 6h

PA1039 x 6h

PA1155 1h x

PA1252 x 4h

PA1163 5h x

PA1308 x x

PA1133 x 5h

Mefloquine x 3h

PA1019 x x

PA1251 x 7h

PA1253 7h o

PA1330 x x

Artemeter x o

Sélection des molécules

Approches des fonctions nécessaires pour une efficacité optimale de la drogue par les test in vitro

Liés par chaînes carbonées, cycles…

Rajout de fonctions : cycles, amines, alcool, carbonyles, CF3, Sulfamide…afin d’améliorer les facteurs ADME (absorption, distribution, métabolisation, élimination)

Approches des fonctions nécessaires pour une efficacité optimale de la drogue par les test in vitro

Sélection des molécules

PA1259NCl

HN NH O O

O

N

HN NH O O

O

PA1252F3C

NCl

HN NH O O

O

PA1103

N

O

OOHN

NClPA1110

NCl

NNH

PA1120

O O

O

PA1308

NCl

HN NO O

O

CH3

In vivo

- Souris infestées

- Perfusions des souris 15 jours après traitement

- Comptage des vers et vérification des viscères

- Gavage des souris (100mg/kg/jr) pendant 5 jours à 21 JPI pour schistosomules et 49 JPI pour adultes

In vivo

Quelques résultats

tps pour tuer 100%

des larves

tps pour tuer 100%

des adultes

"+21JPI"

"+49JPI"

moyenne de vers

% de protection

moyenne de vers

% de protection

Témoin o o 31,33 31,33

Praziquantel 30 min 30 min 19,2 -39% 4 -87%

PA1259 5 h 3 h 26,6 -27% 21 -42%

PA1103 7 h 6 h 26,4 -16% 23,8 -24%

PA1308 x x 29,8 -5% 19,8 -37%

Étude du mécanisme

- Récupération de femelles non traitées

- Récupération de femelles traitées et du milieu (régurgitation)

- Envoi au LCC pour étude du produit de dégradation de l’hémozoïne (adduits)

- Dosage de l’hème et des adduits

- Définition de la structure de l’hème et des adduits

L’hème n’est pas polymérisé en hémozoine

Étude du mécanisme

- Récupération de vers adultes

- Traitements des vers par la drogue sélectionnée

- Dosage des réactifs oxygénés (H2O2, Superoxyde, NO…)

L’hème non polymérisé a entraîné la formation d’espèces réactives de l’oxygène

Conclusion

- Nous avons déjà des molécules efficaces


tps pour tuer 100% des adultes

Praziquantel 30min 30min

PA1140 2h 3h

PA1188 4h 1h

PA1259 5h 3h

PA1111 6h 1h30

Conclusion


- Nous avons « verrouillé » la cible de ces molécules

Effet sur l’hémozoïne

Schistosomules avant et après traitement

Adultes femelles avant et après traitement Hémozoïne modifiée régurgitée

Conclusion


- Nous avons « verrouillé » la cible de ces molécules

- Objectif pour fin 2010 : avoir « la » molécule et passer la main pour l’étape suivante, les essais cliniques

Resultats in vivo"+21JPI" "+49JPI"

moyenne de vers

% de protection

moyenne de vers

% de protection

Praziquantel 19,2 -39% 4 -87%

Praziquantel 24,8 -32% 7,4 -79%

PA1019 21,5 -31% 14 -55%

PA1259 26,6 -27% 21,0 -42%

PA1111 27,6 -25% 24,2 -33%

PA1133 26,75 -15% 21 -33%

PA1103 26,4 -16% 23,8 -24%

PA1308 29,8 -5% 19,8 -37%

PA1252 23,75 -24% 36,8 17%

PA1120 30,8 -16% 41,6 16%

PA1110 35 -4% 38,6 7%

PA1163 32 -13% 43,2 20%

L’importance du classement!!


tps pour tuer 100% des adultes

PA1018 x x

PA1162 x x

PA1265 x 4h

PA1305 x 3h

PA1120 6h 5h

PA1103 7h 6h

PA1110 x 6h

PA1039 x 6h

PA1155 1h x

PA1252 x 4h

PA1163 5h x

PA1308 x x

PA1133 x 5h

MEF x 3h

PA1019 x x

PA1251 x 7h

PA1253 7h o

PA1330 x x

"+21JPI" "+49JPI"

moyenne de vers

% de protection

moyenne de vers

% de protection

Praziquantel 19,2 -39% 4 -87%

Praziquantel 24,8 -32% 7,4 -79%

PA1019 21,5 -31% 14 -55%

PA1259 26,6 -27% 21,0 -42%

PA1111 27,6 -25% 24,2 -33%

PA1133 26,75 -15% 21 -33%

PA1103 26,4 -16% 23,8 -24%

PA1308 29,8 -5% 19,8 -37%

PA1252 23,75 -24% 36,8 17%

PA1120 30,8 -16% 41,6 16%

PA1110 35 -4% 38,6 7%

PA1163 32 -13% 43,2 20%

La suite du travail

- Screening in vitro (environ 100 molécules)

- Test in vivo

- Reconstruction de nouvelles molécules

- Etude des mécanismes d’action

La suite du travail

- Screening in vitro (environ 100 molécules)

- Test in vivo

- Reconstruction de nouvelles molécules

- Etude des mécanismes d’action

- Test de différents protocoles in vivo

Protocole in vivo

Protocole actuel :

- Gavage des souris (100mg/kg/jr) pendant 5 jours soit 500mg/kg à la fin du protocole

Second protocole :

- Gavage des souris (50mg/kg/prise) toutes les trois heures sur une journée (4 prises) soit 200mg/kg à la fin du protocole

Pourquoi le second protocole??

24h

Con

cent

ratio

n

Con

cent

ratio

n

Temps

Temps

3h

Premiers résultats "+21JPI" "+49JPI"

Protocole 1moyenne de

vers% de

protection moyenne de

vers% de

protection

Praziquantel 24,8 -32% 7,4 -79%

PA1259 26,6 -27% 21 -42%

Protocole 2

Praziquantel 21 -41% 4,8 -86%

PA1259 16,5 -53% 25 -25%

PA1259 sur larves : protocole de gavage sur une journée 5 fois plus efficace

PA1259 sur adultes : protocole de gavage sur une journée 1,5 fois plus efficace

schisto-med trioxaquines : nouvelles molécules anti-schistosomiase julien portela – jérôme...

Documents