Les méthyltransférases de l'ADN (DNMT) catalysent la méthylation de l'ADN, l'une des marques épigénétiques les plus étudiées. Dans les cancers, on observe une hyperméthylation spécifique de promoteurs de gènes suppresseurs de tumeurs (GST) conduisant à leur extinction génique, ce qui participe au maintien et à la progression de tumeurs. A ce jour, les mécanismes responsables de cette hyperméthylation spécifique des promoteurs de GST dans les cancers sont indéterminés. Ces travaux de thèse sont consacrés à l'inhibition des DNMT dans les cancers afin de restaurer l'expression des GST mais également à l'utilisation d'une approche innovante de chemobiologie pour l'identification de partenaires des DNMT potentiellement responsables de leur adressage vers les régions promotrices des GST. Les partenaires ainsi identifiés peuvent constituer de nouvelles cibles épigénétiques pour le ciblage indirect de la méthylation de l'ADN dans les cancers. Deux séries d'inhibiteurs de DNMT ont été étudiées. La première est la famille des chloronitro-flavanones, précédemment identifiée par criblage, pour laquelle de nouveaux dérivés de type bromonitro-flavanones ont été synthétisés afin d'améliorer la stabilité en conditions physiologiques. J'ai réalisé l'étude des effets pharmacologiques de cette famille de molécules. J'ai également entrepris la synthèse et la caractérisation pharmacologique de nouveaux inhibiteurs de type bi-substrats, analogues de l'adénosine et de la désoxycytidine, conçus par une approche rationnelle. Ces deux études ont permis respectivement d'identifier un dérivé flavanone plus stable et plus actif que le composé de référence et deux dérivés quinazoline-quinoléine très prometteurs, actifs sur les DNMT et dans les lignées cellulaires, à la fois pour la réexpression d'un gène rapporteur mais surtout dans l'induction de la déméthylation du GST CDKN2A et de sa réexpression. Pour identifier les partenaires de DNMT, nous avons employé une approche de chemobiologie (" Activity-Based Protein Profiling - ABPP ") basée sur la conception de sondes chimiques comportant un inhibiteur de DNMT. Ces sondes, utilisées sur des cellules vivantes, permettent, grâce à une étape de fonctionnalisation par chimie bioorthogonale, de purifier les protéines partenaires des DNMT. Vingt sondes ont été synthétisées et leurs activités ont été évaluées sur des modèles enzymatiques et cellulaires. Les sondes sélectionnées ont été utilisées dans des lignées cellulaires cancéreuses pour purifier les protéines partenaires qui ont ensuite été identifiées par analyse protéomique. Suite à leur validation, ces protéines pourront constituer de nouvelles cibles de la méthylation aberrante de l'ADN dans les cancers. / DNA methyltransferases (DNMTs) catalyse DNA methylation, one of the most studied epigenetic marks. In cancers, a specific hypermethylation of the promoters of the tumour suppressor genes (TSGs) is observed, which leads to their silencing. This abnormal DNA methylation pattern participates to the maintenance and the progression of the tumour. Today, the mechanisms that direct this specific hypermethylation of TSG promoters and their transcriptional repression in cancers are still unknown. The aim of my PhD is to identify DNMT inhibitors that are able to reactivated TSGs in cancer cells but also to identify the DNMT partners that address specifically these enzymes to TSG promoter regions. Such partners can constitute new anticancer "epitargets" to indirectly target DNA methylation specifically in cancer cells. Two families of DNMT inhibitors were studied. The first one starts from the chloronitro-flavanones previously identified by screening. New derivatives including bromonitro-flavanones were synthesised aiming at improving compound stability. I pharmacologically characterised these compounds and show for one of them an increased stability and activities compared to reference compound. In parallel, I synthesised and pharmacologically characterised new bi-substrate analogue inhibitors, mimicking the adenosine and the deoxycytidine. Two very promising quinazoline-quinoline derivatives were identified. They are active against DNMT and in cell lines, both for reexpression of a reporter gene but mostly in CDKN2A TSG demethylation inducing its reexpression. To identify DNMT partners we adopted a chemical biology approach (Activity-Based Protein Profiling (ABPP)) based on the use of chemical probes including in-house non- nucleoside DNMT inhibitors as bait to trap the DNMT partners. We designed and synthesised twenty chemical probes and evaluate them using enzymatic and cellular-based assays. Selected probes were used to carry out ABPP directly in living cells. After functionalization by bioorthogonal chemistry, DNMT protein partners were purified and identified by proteomic analysis. Target validation would enable to determine new targets for the aberran