Les progrès considérables effectués durant les trente dernières années permettent de guérir actuellement plus de 75% des enfants atteints d’un cancer. Néanmoins, certains types de tumeur, comme les gliomes de haut grade et les neuroblastomes métastatiques des enfants de plus de un an, gardent un pronostic particulièrement sombre. De nouvelles stratégies thérapeutiques doivent donc être développées dans ces indications. Dans cette optique, nous avons étudié les effets de deux nouvelles molécules ciblées, le cilengitide, inhibiteur des intégrines αvβ3 et αvβ5, et le F14512, inhibiteur de la topoisomérase II dont la délivrance est vectorisée via le système de transport des polyamines, sur des modèles précliniques de gliomes pédiatriques et de neuroblastomes.Nous avons montré pour la première fois l’existence d’une expression variable d’αvβ3 et αvβ5 dans nos modèles de lignées cellulaires pédiatriques, peu modifiée par les radiations ionisantes. Le traitement par cilengitide a entraîné une inhibition dose-dépendante de la croissance des cellules exprimant αvβ3, liée à un rapide détachement cellulaire et à une sensibilité à l’anoïkis. Cette inhibition de croissance et le détachement cellulaire n’étaient pas corrélés au niveau d’expression des intégrines αvβ3 et αvβ5. Néanmoins, nos travaux semblent montrer que la cible principale du cilengitide est l’intégrine αvβ3. Le traitement par radiations ionisantes n’a pas modifié le détachement induit par le cilengitide dans nos modèles.Nous avons également mis en évidence une activité du système de transport des polyamines dans nos modèles, permettant ainsi une incorporation active du F14512 dans nos cellules de neuroblastomes. Nous avons montré une supériorité de la cytotoxicité du F14512 par rapport à l’étoposide in vitro, et son effet antitumoral a été démontré sur un modèle in vivo. Ces résultats, ainsi que l’effet globalement synergique de l’association du F14512 avec les sels de platine, sont de solides arguments pour poursuivre le développement de cette molécule, en phase clinique chez les patients atteints d’un neuroblastome. Par ailleurs, d’autres investigations pourraient être envisagées dans d’autres types tumoraux dans lesquels l’étoposide occupe une place importante. L’effet radiosensibilisant du F14512 pourrait dans ce cadre ouvrir des perspectives dans la prise en charge des médulloblastomes.[...] / Despite the progress made during the past thirty years leading to cure about 75% of children with cancer, the prognosis of high-grade gliomas (HGG) in children and metastatic neuroblastoma remains poor. The aim of the thesis was to study in vitro the mechanisms of action of a novel inhibitor of αvβ3 and αvβ5 integrins, so-called cilengitide , and of a new topoisomerase II inhibitor targeting the polyamine transport system (PTS), so-called F14512, used as a single drug or in combination therapy in neuroblastoma and pediatric gliomas cell lines. Our panel of cell lines included three pediatric HGG, 2 low-grade pediatric glioma and four neuroblastoma cell lines as well as one adult HGG cell line. The first part of the work involved cilengitide, and was based on clinical and preclinical data previously obtained in adult glioblastoma. There was no data concerning the effect of cilengitide on pediatric HGG or neuroblastoma cells nor about its use in combination with radiation therapy in children. Similarly, no data were available about the level of expression of αvβ3 and αvβ5 integrins on the surface of glioma and pediatric neuroblastoma cells. We showed by flow cytometry significant and various αvβ3 and αvβ5 integrin expression levels in our four neuroblastomas and in most of glioma cell lines. Those expression levels were unrelated to tumor grade. UW479 cells expressed only αvβ5 integrin and therefore served as a negative control. Irradiation of glioma cells slightly increased αvβ3 expression in SF188, KNS42 and Res259 cell lines without inducing de novo integrin expression in UW479 cells. Cilengitide treatment resulted in a dose-dependent inhibition of cell growth leading to obtain an IC50 in the three cell lines tested. UW479 cells were not sensitive to Cilengitide, suggesting that Cilengitide’s action largely depends on αvβ3 inhibition. It was not possible to determine an IC50 value in the adult prototypical U87MG cell line.Cilengitide treatment resulted in a rapid and dose -dependent detachment of more than 50% of our cells expressing αvβ3 when cultured in adherent conditions on vitronectin, which is a specific matrix of integrins, whereas it remained without effect when the cells were grown on collagen, a nonspecific matrix. The growth inhibition induced by cilengitide was comparable to that observed when cells were seeded on polyHEMA gel in physically non-adherent conditions. Not surprisingly, the cilengitide induced no detachment of UW479 cells regardless of the matrix used. In contrast, cell viability assays showed a strong growth inhibition when these cells were seeded on polyHEMA gel. Interestingly, U87MG cells remained able to grow despite a strong detachment induced by cilengitide, suggesting a resistance to anoikis. Finally, inhibition of cell growth induced by cilengitide seemed only linked to cell detachment and corresponded to cell death by anoikis. These inhibitions of cell detachment and cell growth were not correlated with the levels of expression of integrins [...].

La 20(S)-camptothécine (CPT) est un alcaloïde pentacyclique doté d'une activité anticancéreuse remarquable, agissant comme inhibiteur de la topoisomérase I (topo I). Le problème majeur de ce composé (et de la plupart de ses dérivés) est la fragilité de son cycle E qui s'hydrolyse rapidement à pH physiologique pour conduire au carboxylate correspondant inactif. L'une des approches permettant de pallier ce problème d'hydrolyse consiste à modifier le cycle E. Ce travail de thèse porte sur la synthèse totale de deux nouveaux analogues de la CPT modifiés au niveau du cycle E. Chacune de ces synthèses fait appel à une cycloaddition [3+2] afin de préparer l'hydroxypyridone de départ (cycles C et D), à un réarrangement de Claisen permettant de mettre en place le cycle E et à une condensation de Friedländer pour installer le motif quinoléinique (cycles A et B). Le premier analogue synthétisé, la (±) 17 norcamptothécine (17-norCPT), possède une α-hydroxy γ-lactone à la place de l'α-hydroxy δ-lactone de la CPT. Ce composé a été obtenu en neuf étapes avec un rendement de 4,4% à partir de l'hydroxypyridone de départ. Le test d'inhibition de la topo I a été réalisé, mais cette molécule s'est révélée totalement inactive. Cependant, une étude de la cinétique d'hydrolyse de la 17-norCPT, réalisée par spectroscopie de fluorescence, a permis de montrer que cet analogue était très instable en milieu aqueux. Le second composé préparé est en fait un homologue de la 17 norCPT possédant un méthylène entre l'oxygène et le carbonyle de la lactone. Cette molécule, comportant un motif céto éther, est donc un isomère de la CPT. Elle a été obtenue par deux voies de synthèse différant l'une de l'autre par l'ordre des réactions mises en œuvre. Chacune de ces approches permet d'obtenir le composé souhaité en neuf étapes à partir de l'hydroxypyridone de départ, avec un rendement de 16% et 10% respectivement. Les tests biologiques sur le composé final sont actuellement en cours.

La 20(S)-camptothécine (CPT) est un alcaloïde pentacyclique doté d'une activité anticancéreuse remarquable, agissant comme inhibiteur de la topoisomérase I (topo I). Le problème majeur de ce composé (et de la plupart de ses dérivés) est la fragilité de son cycle E qui s'hydrolyse rapidement à pH physiologique pour conduire au carboxylate correspondant inactif. L'une des approches permettant de pallier ce problème d'hydrolyse consiste à modifier le cycle E. Ce travail de thèse porte sur la synthèse totale de deux nouveaux analogues de la CPT modifiés au niveau du cycle E. Chacune de ces synthèses fait appel à une cycloaddition [3+2] afin de préparer l'hydroxypyridone de départ (cycles C et D), à un réarrangement de Claisen permettant de mettre en place le cycle E et à une condensation de Friedländer pour installer le motif quinoléinique (cycles A et B). Le premier analogue synthétisé, la (±) 17 norcamptothécine (17-norCPT), possède une α-hydroxy γ-lactone à la place de l'α-hydroxy δ-lactone de la CPT. Ce composé a été obtenu en neuf étapes avec un rendement de 4,4% à partir de l'hydroxypyridone de départ. Le test d'inhibition de la topo I a été réalisé, mais cette molécule s'est révélée totalement inactive. Cependant, une étude de la cinétique d'hydrolyse de la 17-norCPT, réalisée par spectroscopie de fluorescence, a permis de montrer que cet analogue était très instable en milieu aqueux. Le second composé préparé est en fait un homologue de la 17 norCPT possédant un méthylène entre l'oxygène et le carbonyle de la lactone. Cette molécule, comportant un motif céto éther, est donc un isomère de la CPT. Elle a été obtenue par deux voies de synthèse différant l'une de l'autre par l'ordre des réactions mises en œuvre. Chacune de ces approches permet d'obtenir le composé souhaité en neuf étapes à partir de l'hydroxypyridone de départ, avec un rendement de 16% et 10% respectivement. Les tests biologiques sur le composé final sont actuellement en cours. / 20(S)-Camptothecin (CPT) is a pentacyclic alkaloid endowed with remarkable anticancer activity, acting as an inhibitor of topoisomerase I (topo I). The major problem with this compound (and many of its derivatives) is the fragility of its E-ring, which suffers rapid hydrolysis at physiological pH to yield the inactive corresponding carboxylate. One of the approaches to overcome this problem of hydrolysis consists in modifying the E-ring. This thesis focuses on the total synthesis of two new E-ring modified CPT analogs. Each of the syntheses involves a [3+2] cycloaddition to prepare the starting hydroxypyridone (rings C and D), a Claisen rearrangement to realize the E-ring, and a Friedländer condensation to install the quinoline system (rings A and B). The first analog synthesized, (±) 17 norcamptothecin (17-norCPT), has an α-hydroxy γ-lactone in place of the α-hydroxy δ-lactone of CPT. This compound has been obtained in nine steps with a yield of 4.4% from the starting hydroxypyridone. Unfortunately, though, this molecule has proved to be totally inactive in the topo I assay. A kinetic hydrolysis study of 17-norCPT, carried out by fluorescence spectroscopy, has demonstrated, however, that this analog is, in fact, unstable in aqueous media. The second compound prepared is a homolog of 17-norCPT with a methylene between the lactone oxygen and carbonyl, thus a CPT keto ether isomer. It has been obtained through two synthetic routes that differ from each other in the order of the steps. Each of the approaches yields the desired compound in nine steps from the starting hydroxypyridone, with yields of 16% and 10% for the two syntheses. Biological tests on the final compound are currently underway.