L’objectif de mon projet de thèse était de synthétiser différentes familles d’iminosucres comme chaperons pharmacologiques potentiels de la B-galactocérébrosidase (GALC). Cette glycosidase lysosomale est responsable de la maladie de Krabbe, une maladie rare et héréditaire qui ne dispose actuellement pas de traitement. La thérapie chaperon est une nouvelle stratégie consistant à administrer, à des concentrations très faibles, une petite molécule ayant des interactions fortes avec l'enzyme. La plupart du temps, les molécules à effet chaperon les plus efficaces sont de puissants inhibiteurs de l'enzyme et les iminosucres sont connus pour inhiber fortement les glycosidases. La conception de ces iminosucres a été dictée par la structure de l'état de transition de la réaction catalysée par la GALC et l'expérience de notre groupe dans la synthèse d’iminosucres en tant que chaperons pharmacologiques pour la maladie de Gaucher. Dans un premier temps, la synthèse d’imino-L-arabinitols a été réalisée en utilisant une méthodologie d’élongation de chaîne en C1. Puis la même stratégie a été appliquée à la synthèse d’imino-Dgalactitols C-alkylés. Des difficultés rencontrées avec cette méthodologie nous ont alors conduits à développer une autre voie d’accès à ces composés, via un allongement de chaîne en C6. Enfin une dernière famille de composés de type galacto-isofagomine a été préparée. Ces nouveaux composés ont été testés comme inhibiteurs de deux galactosidases lysosomales, afin d'évaluer leur sélectivité et leur potentiel en tant que chaperons pharmacologiques pour la maladie de Krabbe. / The objective of my PhD was to synthesize different families of iminosugars as potential pharmacological chaperones of B-galactocerebrosidase (GALC). This lysosomal glycosidase is responsible for Krabbe disease, a rare inherited disease that currently has no treatment. Chaperone therapy is a new strategy that consists in the administration, at very low concentrations, of small molecules having strong interactions with the enzyme. Most of the time, the most effective chaperones are potent inhibitors of the enzyme and iminosugars are known to strongly inhibit glycosidases. The design of these iminosugars was dictated by the transition state structure of the reaction catalyzed by GALC and the experience of our group in the synthesis of iminosugars as pharmacological chaperones for Gaucher disease. As a first stage, the synthesis of imino-L-arabinitols was conducted using a C1 chain extension methodology. Then the same strategy was applied to the synthesis of 1-C-alkyl-imino-D-galactitols. The difficulties encountered with this methodology led us then to develop another approach to these compounds, by way of a C6 chain extension. Finally a last family of galacto-isofagomine derivatives was prepared. These new compounds have been evaluated as inhibitors of two lysosomal galactosidases, to assess their selectivity and their potential as pharmacological chaperones for Krabbe disease.

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Introdução: As Doenças lisossômicas (DLs) são condições genéticas, herdadas na sua maioria de forma autossômica recessiva, caracterizadas usualmente pela deficiência de enzimas lisossômicas específicas, envolvidas na síntese, degradação, armazenamento ou transporte de macromoléculas necessárias para o funcionamento normal do organismo. Nas situações mais típicas, o substrato não degradado acumula-se progressivamente nos lisossomos, com repercussões estruturais e funcionais, levando a sinais e sintomas característicos. Os pacientes apresentam um amplo espectro de manifestações clínicas, que podem incluir disfunção de órgãos, anormalidades esqueléticas, envolvimento neuronal, entre outras. O diagnóstico é usualmente obtido pela identificação da deficiência enzimática específica em leucócitos obtidos do sangue periférico, usualmente realizado em laboratórios de referência. O transporte da amostra pode ser um obstáculo quando o serviço requisitante está situado longe do centro de referência ou em outro país, situação em que a amostra de sangue pode chegar ao laboratório já sem condições de ser analisada. Objetivo: Este estudo teve como objetivo principal, tornar disponível um método mais simples, seguro e acessível que utiliza amostras de leucócitos impregnados em papel filtro (LIPF) como uma nova ferramenta para o diagnóstico bioquímico de pacientes com DLs. Métodos: O estudo envolveu amostras de pacientes com diagnóstico previamente confirmado de DLs (amostra de conveniência, por se tratarem de doenças raras, com incidências individuais ao redor de 1:100.000 recém-nascidos vivos). Foram incluídos no estudo os pacientes com diagnóstico já estabelecido de DLs selecionadas (MPS IVA, Doença de Krabbe, Doença de Gaucher e Doença de Pompe), independente do sexo e/ou idade, atendidos no Serviço de Genética Médica do HCPA, que concordaram em participar do estudo. O grupo de referência negativo foi constituído pelas amostras de 50 indivíduos hígidos, adultos, de ambos os sexos. Resultados: Os resultados obtidos nos ensaios enzimáticos de pacientes com MPS IVA, Doença de Krabbe, Doença de Gaucher e Doença de Pompe, indicaram que as enzimas analisadas em amostras de LIPF permitiram a identificação de todos os pacientes, com sensibilidade de 100%. Os testes de estabilidade realizados nas amostras de LIPF indicaram que as amostras, quando mantidas a 4ºC, se mostram estáveis por pelo menos 30 dias. Conclusões: Nas condições utilizadas, amostras de LIPF se mostraram adequadas para a identificação segura de pacientes com MPS tipo IVA, Doença de Krabbe, Doença de Gaucher e Doença de Pompe. As amostras de leucócitos secos em papel filtro são mais estáveis e seguras para o transporte, indicando que possa ser esta uma importante ferramenta para facilitar a identificação de pacientes com DLDs, especialmente daqueles que vivem em áreas que tem dificuldades para a remessa de amostras líquidas para serviços de referência. / Background: Lysosomal Disorders (LDs) are genetic conditions, mostly inherited in autosomal recessive fashion, usually characterized by a deficiency of specific lysosomal enzymes involved in the synthesis, degradation, storage or transportation of macromolecules necessary for normal functioning of the organism. Typically, the non-degraded substrate is progressively accumulated in lysosomes, with structural and functional repercussions, leading to characteristic signs and symptoms. Affected patients present a wide range of clinical manifestations, which may include organ dysfunction, skeletal anomalies, neuronal involvement, etc. The diagnosis is normally made through identification of the specific enzyme deficiency in white blood cells from a sample of peripheral blood, usually performed in reference laboratories. The transporting of a liquid sample can be a problem when the test orderer is located far from the reference center or in a foreign country, as often the blood sample arrives at the laboratory in poor condition and cannot be properly analyzed. Aim: The main aim of this study was to make available a new technique that is simpler, safer and more accessible, using leukocytes impregnated on filter paper (LIFP) as a new tool for the biochemical diagnosis of patients with LSDs. Methods: This study involved samples of patients with previously confirmed diagnosis of selected LSDs (a convenience sample, as these are rare diseases, with individual incidences around 1:100.000 live newborns). Patients with an established diagnosis of MPS IVA, Krabbe Disease, Gaucher’s disease and Pompe disease regardless of sex and/or age, cared for at the Genetics Service of HCPA and who agreed to participate were included in the study. The negative reference group comprised blood samples from 50 healthy adults of both genders. Results: The results obtained in the enzymatic assays of patients with MPS IVA, Krabbe Disease, Gaucher’s disease, and Pompe disease indicated that the analyzed enzymes in LIFP samples allowed the identification of all patients, with sensitivity of 100%. The stability tests performed in LIFP samples indicated that samples, when maintained at 4ºC, were stable for at least 30 days. Conclusions: In the conditions used, LIFP samples were shown to be adequate for a reliable identification of patients with MPS IVA, Krabbe Disease, Gaucher’s disease, and Pompe disease. Blood samples on filter paper are more stable and reliable for transportation, indicating that this may be an important tool to facilitate the identification of patients with LSDs, particularly those living in areas with difficulties for the shipment of liquid samples to reference cervices.

Introdução: As Doenças lisossômicas (DLs) são condições genéticas, herdadas na sua maioria de forma autossômica recessiva, caracterizadas usualmente pela deficiência de enzimas lisossômicas específicas, envolvidas na síntese, degradação, armazenamento ou transporte de macromoléculas necessárias para o funcionamento normal do organismo. Nas situações mais típicas, o substrato não degradado acumula-se progressivamente nos lisossomos, com repercussões estruturais e funcionais, levando a sinais e sintomas característicos. Os pacientes apresentam um amplo espectro de manifestações clínicas, que podem incluir disfunção de órgãos, anormalidades esqueléticas, envolvimento neuronal, entre outras. O diagnóstico é usualmente obtido pela identificação da deficiência enzimática específica em leucócitos obtidos do sangue periférico, usualmente realizado em laboratórios de referência. O transporte da amostra pode ser um obstáculo quando o serviço requisitante está situado longe do centro de referência ou em outro país, situação em que a amostra de sangue pode chegar ao laboratório já sem condições de ser analisada. Objetivo: Este estudo teve como objetivo principal, tornar disponível um método mais simples, seguro e acessível que utiliza amostras de leucócitos impregnados em papel filtro (LIPF) como uma nova ferramenta para o diagnóstico bioquímico de pacientes com DLs. Métodos: O estudo envolveu amostras de pacientes com diagnóstico previamente confirmado de DLs (amostra de conveniência, por se tratarem de doenças raras, com incidências individuais ao redor de 1:100.000 recém-nascidos vivos). Foram incluídos no estudo os pacientes com diagnóstico já estabelecido de DLs selecionadas (MPS IVA, Doença de Krabbe, Doença de Gaucher e Doença de Pompe), independente do sexo e/ou idade, atendidos no Serviço de Genética Médica do HCPA, que concordaram em participar do estudo. O grupo de referência negativo foi constituído pelas amostras de 50 indivíduos hígidos, adultos, de ambos os sexos. Resultados: Os resultados obtidos nos ensaios enzimáticos de pacientes com MPS IVA, Doença de Krabbe, Doença de Gaucher e Doença de Pompe, indicaram que as enzimas analisadas em amostras de LIPF permitiram a identificação de todos os pacientes, com sensibilidade de 100%. Os testes de estabilidade realizados nas amostras de LIPF indicaram que as amostras, quando mantidas a 4ºC, se mostram estáveis por pelo menos 30 dias. Conclusões: Nas condições utilizadas, amostras de LIPF se mostraram adequadas para a identificação segura de pacientes com MPS tipo IVA, Doença de Krabbe, Doença de Gaucher e Doença de Pompe. As amostras de leucócitos secos em papel filtro são mais estáveis e seguras para o transporte, indicando que possa ser esta uma importante ferramenta para facilitar a identificação de pacientes com DLDs, especialmente daqueles que vivem em áreas que tem dificuldades para a remessa de amostras líquidas para serviços de referência. / Background: Lysosomal Disorders (LDs) are genetic conditions, mostly inherited in autosomal recessive fashion, usually characterized by a deficiency of specific lysosomal enzymes involved in the synthesis, degradation, storage or transportation of macromolecules necessary for normal functioning of the organism. Typically, the non-degraded substrate is progressively accumulated in lysosomes, with structural and functional repercussions, leading to characteristic signs and symptoms. Affected patients present a wide range of clinical manifestations, which may include organ dysfunction, skeletal anomalies, neuronal involvement, etc. The diagnosis is normally made through identification of the specific enzyme deficiency in white blood cells from a sample of peripheral blood, usually performed in reference laboratories. The transporting of a liquid sample can be a problem when the test orderer is located far from the reference center or in a foreign country, as often the blood sample arrives at the laboratory in poor condition and cannot be properly analyzed. Aim: The main aim of this study was to make available a new technique that is simpler, safer and more accessible, using leukocytes impregnated on filter paper (LIFP) as a new tool for the biochemical diagnosis of patients with LSDs. Methods: This study involved samples of patients with previously confirmed diagnosis of selected LSDs (a convenience sample, as these are rare diseases, with individual incidences around 1:100.000 live newborns). Patients with an established diagnosis of MPS IVA, Krabbe Disease, Gaucher’s disease and Pompe disease regardless of sex and/or age, cared for at the Genetics Service of HCPA and who agreed to participate were included in the study. The negative reference group comprised blood samples from 50 healthy adults of both genders. Results: The results obtained in the enzymatic assays of patients with MPS IVA, Krabbe Disease, Gaucher’s disease, and Pompe disease indicated that the analyzed enzymes in LIFP samples allowed the identification of all patients, with sensitivity of 100%. The stability tests performed in LIFP samples indicated that samples, when maintained at 4ºC, were stable for at least 30 days. Conclusions: In the conditions used, LIFP samples were shown to be adequate for a reliable identification of patients with MPS IVA, Krabbe Disease, Gaucher’s disease, and Pompe disease. Blood samples on filter paper are more stable and reliable for transportation, indicating that this may be an important tool to facilitate the identification of patients with LSDs, particularly those living in areas with difficulties for the shipment of liquid samples to reference cervices.

Introdução: As Doenças lisossômicas (DLs) são condições genéticas, herdadas na sua maioria de forma autossômica recessiva, caracterizadas usualmente pela deficiência de enzimas lisossômicas específicas, envolvidas na síntese, degradação, armazenamento ou transporte de macromoléculas necessárias para o funcionamento normal do organismo. Nas situações mais típicas, o substrato não degradado acumula-se progressivamente nos lisossomos, com repercussões estruturais e funcionais, levando a sinais e sintomas característicos. Os pacientes apresentam um amplo espectro de manifestações clínicas, que podem incluir disfunção de órgãos, anormalidades esqueléticas, envolvimento neuronal, entre outras. O diagnóstico é usualmente obtido pela identificação da deficiência enzimática específica em leucócitos obtidos do sangue periférico, usualmente realizado em laboratórios de referência. O transporte da amostra pode ser um obstáculo quando o serviço requisitante está situado longe do centro de referência ou em outro país, situação em que a amostra de sangue pode chegar ao laboratório já sem condições de ser analisada. Objetivo: Este estudo teve como objetivo principal, tornar disponível um método mais simples, seguro e acessível que utiliza amostras de leucócitos impregnados em papel filtro (LIPF) como uma nova ferramenta para o diagnóstico bioquímico de pacientes com DLs. Métodos: O estudo envolveu amostras de pacientes com diagnóstico previamente confirmado de DLs (amostra de conveniência, por se tratarem de doenças raras, com incidências individuais ao redor de 1:100.000 recém-nascidos vivos). Foram incluídos no estudo os pacientes com diagnóstico já estabelecido de DLs selecionadas (MPS IVA, Doença de Krabbe, Doença de Gaucher e Doença de Pompe), independente do sexo e/ou idade, atendidos no Serviço de Genética Médica do HCPA, que concordaram em participar do estudo. O grupo de referência negativo foi constituído pelas amostras de 50 indivíduos hígidos, adultos, de ambos os sexos. Resultados: Os resultados obtidos nos ensaios enzimáticos de pacientes com MPS IVA, Doença de Krabbe, Doença de Gaucher e Doença de Pompe, indicaram que as enzimas analisadas em amostras de LIPF permitiram a identificação de todos os pacientes, com sensibilidade de 100%. Os testes de estabilidade realizados nas amostras de LIPF indicaram que as amostras, quando mantidas a 4ºC, se mostram estáveis por pelo menos 30 dias. Conclusões: Nas condições utilizadas, amostras de LIPF se mostraram adequadas para a identificação segura de pacientes com MPS tipo IVA, Doença de Krabbe, Doença de Gaucher e Doença de Pompe. As amostras de leucócitos secos em papel filtro são mais estáveis e seguras para o transporte, indicando que possa ser esta uma importante ferramenta para facilitar a identificação de pacientes com DLDs, especialmente daqueles que vivem em áreas que tem dificuldades para a remessa de amostras líquidas para serviços de referência. / Background: Lysosomal Disorders (LDs) are genetic conditions, mostly inherited in autosomal recessive fashion, usually characterized by a deficiency of specific lysosomal enzymes involved in the synthesis, degradation, storage or transportation of macromolecules necessary for normal functioning of the organism. Typically, the non-degraded substrate is progressively accumulated in lysosomes, with structural and functional repercussions, leading to characteristic signs and symptoms. Affected patients present a wide range of clinical manifestations, which may include organ dysfunction, skeletal anomalies, neuronal involvement, etc. The diagnosis is normally made through identification of the specific enzyme deficiency in white blood cells from a sample of peripheral blood, usually performed in reference laboratories. The transporting of a liquid sample can be a problem when the test orderer is located far from the reference center or in a foreign country, as often the blood sample arrives at the laboratory in poor condition and cannot be properly analyzed. Aim: The main aim of this study was to make available a new technique that is simpler, safer and more accessible, using leukocytes impregnated on filter paper (LIFP) as a new tool for the biochemical diagnosis of patients with LSDs. Methods: This study involved samples of patients with previously confirmed diagnosis of selected LSDs (a convenience sample, as these are rare diseases, with individual incidences around 1:100.000 live newborns). Patients with an established diagnosis of MPS IVA, Krabbe Disease, Gaucher’s disease and Pompe disease regardless of sex and/or age, cared for at the Genetics Service of HCPA and who agreed to participate were included in the study. The negative reference group comprised blood samples from 50 healthy adults of both genders. Results: The results obtained in the enzymatic assays of patients with MPS IVA, Krabbe Disease, Gaucher’s disease, and Pompe disease indicated that the analyzed enzymes in LIFP samples allowed the identification of all patients, with sensitivity of 100%. The stability tests performed in LIFP samples indicated that samples, when maintained at 4ºC, were stable for at least 30 days. Conclusions: In the conditions used, LIFP samples were shown to be adequate for a reliable identification of patients with MPS IVA, Krabbe Disease, Gaucher’s disease, and Pompe disease. Blood samples on filter paper are more stable and reliable for transportation, indicating that this may be an important tool to facilitate the identification of patients with LSDs, particularly those living in areas with difficulties for the shipment of liquid samples to reference cervices.