Projet ANR-12-BS07-0020 – MAMMAMIA : Conception d'agents antipaludiques ciblant les aminopeptidases M1/M17
Programme : Blanc - SIMI 7 - Chimie moléculaire, organique, de coordination, catalyse et chimie biologique (Blanc SIMI 7)
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Madame Céline TARNUS (Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Mulhouse - Laboratoire de Chimie Organique et Bioorganique - Université de Haute Alsace - EA 4566)
Partenaires : Laboratoire de Chimie Organique, Bioorganique et Macromoléculaire; Molécules de Communication et Adaptation des Microorganismes
Montant : 448760.0 euros
Date de début : 2012
Durée : 48 mois
Résumé : Cibles thérapeutiques nouvelles pour lutter contre le paludismele paludisme est toujours une infection parasitaire préoccupante dans les zones intertropicales qualifiées de « ceinture de pauvreté ». Nous nous proposons de participer à cette lutte contre P. falciparum en développant des composés originaux, à un coût raisonnable, qui ciblent deux aminopeptidases (PfA-M1 et PfA-M17) essentielles à différents stades du cycle de reproduction du parasite.
Alternatives pertinentes  aux options thérapeutiques actuelles contre le paludisme.La  situation est préoccupante car dans la plupart des régions du monde, la résistance de Plasmodium a rendu inefficaces les anciens médicaments antipaludéens (quinine et chloroquine), vendu à bas prix (prix moyen 0,37$), mettant en péril la lutte antipaludique. Afin de lutter contre l’émergence de ces résistances, l’Organisation Mondiale de le Santé préconise maintenant l’utilisation de combinaison médicamenteuse à base d’artémisinine (ACT) en tant que traitement de première ligne contre le paludisme à P. falciparum. Ces dérivés d’artémisinine sont extrêmement efficaces, mais restent trop chers (prix moyen 4,96$) pour les populations défavorisées. De surcroit la neurotoxicité1 associée avec leur utilisation ainsi que l’émergence de cas de résistances cliniques (confirmée en 2009 à la frontière entre le Cambodge et la Thaïlande)2 encourage fortement la communauté scientifique à la découverte d’alternatives viables aux options thérapeutiques existantes.Devant ce besoin urgent, la découverte et le développement de nouvelles cibles thérapeutiques ainsi que de nouvelles molécules, bon marchées et non-toxiques, sont requises afin d’étoffer l’arsenal antipaludéen. Récemment deux aminopeptidases, PfA-M1 et PfA-M17, impliquées dans la dernière étape de la dégradation de l’hémoglobine par Plasmodium, ont émergé comme des candidats potentiels pour la conception d’une nouvelle classe de médicaments antipalustres. Elles  sont exprimées à divers stades du cycle de vie de Plasmodium. Cette possibilité de tuer le parasite à divers stades de son cycle de vie rend ces deux aminopeptidases encore plus intéressantes à étudier et à inactiver. C’est la  notre principal  objectif dans le cadre de ce projet
Conception rationnelle, synthèse et évaluation d’inhibiteurs de , PfA-M1 et PfA-M17L’objectif de ce projet est de synthétiser des inhibiteurs puissants basés sur des châssis moléculaires de type benzosubérone, sélectifs, actifs in vivo, et non toxiques pour l’homme, des deux cibles nouvelles de P. falciparum. Pour être plus ambitieux nous cherchons à concevoir une molécule bon-marché (effort sur les méthodes de synthèse) et administrable par voie orale, pour lutter contre la malaria. C’est un projet de phase de découverte « Hit to Lead » où nous allons concevoir des composés qui vont sélectivement inhiber une enzyme monométallique, puis bimétallique, et le cas échéant et si l’opportunité se présentait un inhibiteur mixte mono-et bimétallique. Pour ce faire nous envisageons de préparer des analogues de l’aminobenzosubérone à optimiser pour une inhibition de PfA-M1 ou PfA-M17 recombinantes , par des voies de synthèse efficaces et rapides, générant facilement de la diversité, et d’évaluer leurs activités et spécificités ainsi que d’évaluer rapidement leurs propriétés pharmacocinétiques (études des propriétés physicochimiques et métaboliques). Afin de mener à bien ce programme des co-cristallisations ligand-récepteur seront explorées afin de guider la synthèse organique.  Ce projet réunit deux partenaires ayant chacun des connaissances uniques dans leurs domaines respectifs : la conception d’inhibiteurs sélectifs des enzymes de la famille M1 et M17 ainsi que la découverte et la caractérisation des ces nouvelles cibles et  l’évaluation de l’activité biologique différentielle des molécules les plus actives, sur les différents stades de développement du parasite en culture ainsi que sur des modèles in vivo.
Résumé de la soumission : Le paludisme est toujours une infection parasitaire préoccupante, endémique dans les zones intertropicales d’Amérique, d’Asie et d’Afrique, qualifiées de « ceinture de pauvreté ». La grande majorité des victimes sont des enfants de moins de 5 ans, un enfant meurt, encore aujourd’hui, toutes les 45 secondes. Les phénomènes de résistance du parasite P. falciparum aux différentes générations de traitements restent un problème majeur, auquel s’ajoute le coût des traitements et donc l’accès au soin dans ces pays de grande pauvreté. Nous nous proposons de participer à cette lutte contre P. falciparum en développant des composés originaux, à un coût raisonnable, qui ciblent deux aminopeptidases (PfA-M1 et PfA-M17) essentielles à différents stades du cycle de reproduction du parasite. Ce projet pluridisciplinaire réuni les compétences uniques de deux partenaires, l’un possédant des composés originaux (à optimiser pour cette application), spécifiques de ces familles de métallo-aminopeptidases, l’autre une connaissance fine du(des) parasite(s) impliqué(s), également à l’origine de la découverte et de la caractérisation de PfA-M1. Nous réunissons ainsi toute l’expérience nécessaire, de la chimie moléculaire aux modèles murins de paludisme. Le consortium que nous avons créé en réunissant deux laboratoires (avec leurs collaborations respectives bien établies) se veut une alternative aux démarches du consortium actuel australo-américain, le seul autre pôle actuel au niveau mondial abordant les cibles que nous décrivons. Notre collaboration, déjà initiée, a montré que les composés de type amino-benzosubérone, sont des « têtes de série » sûres (châssis moléculaire modulable, efficacité de ligand remarquable et activités inhibitrices de la croissance parasite de l’ordre du µM) pour développer de nouveaux « candidats médicaments » encore plus affins. Ainsi, ce programme de recherche sur 4 années s’articule en 4 phases (tâches) interactives menées en parallèle et/ou successives dans le temps, faisant appel à l’expertise de chacun des partenaires:1.	Production et caractérisation des enzymes  PfA-M1/M17 recombinantes. 2.	Synthèse organique, Chimie médicinale &  études ADME (TechmedIll, Strasbourg)Cristallisation  des enzymes avec  les composés identifiés afin de générer des données structurales (collaboration avec le SLS à Villingen(S))3.	Activités biologiques des composés :in vitro : Inhibition (Ki)  des enzymes recombinants produites de P. falciparum  ainsi que des enzymes humaines de la même famille afin d’étudier la sélectivité - Choix des composés les plus actifs, ayant le meilleur profil pharmacologiquein cellulo : Inhibition de la croissance des parasites en culture (IC50 & IC90) Toxicité sur les cellules de mammifère (CD50) - Choix des composés ayant le meilleur Indice Thérapeutique.in vivo : Détermination de la toxicité (MTD & MTTD) chez l’animal. Inhibition du développement des parasites in vivo dans des modèles murins du paludisme. 4.	Définition précise du mode d’action des nouvelles molécules: Evaluation des composés choisis à différents stades de développement du parasite & évaluation d’une synergie éventuelle avec les antipaludiques actuels.Ces travaux conduiront à un candidat clinique à la fin des 4 années de recherche, un effort particulier en synthèse organique sera réaliser pour minimiser le coût du traitement final.
Résultats : Un peu trop tôt pour fournir des résultats que nous puissions simplifier, résumer et vulgariser. Nous sommes eu coeur de l'expérimentation pour l'instant. Le projet a débuté en novembre dernier.
Perspectives : Sera abordé plus tard
Publications et brevets : De même, un peu tôt