Des peptides antigéniques sont présentés à la surface des cellules cancéreuses ou infectées par un virus pour être reconnus par des cellules du système immunitaire. Cette reconnaissance déclenche alors une réponse immunitaire spécifique contre les cellules présentatrices ciblées. L'objectif de ce projet est de stimuler cette réponse immunitaire afin qu'elle soit un moyen thérapeutique pour détruire spécifiquement les cellules cancéreuses ou infectées. Toutefois, les peptides antigéniques ne peuvent pas être administrés tels quels, du fait de leur pauvre stabilité en milieu biologique. Il est donc nécessaire de les modifier afin qu’ils soient plus résistants. Le défi de ce projet est de synthétiser des peptidomimes bio-résistants, capables de reproduire la même réponse immunitaire que celle du peptide antigénique naturel. / Abstract

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

La tomographie par émission de positons (TEP) est une technique d'imagerie médicale largement utilisée en oncologie. Cette technique peut, par exemple, fournir des informations sur la localisation de tumeurs dans le corps humain, et le développement de nouvelles méthodes pour la production automatisée de radiotraceurs spécifiques reste un domaine d’actualité. Dans ce contexte, un nouveau type de précurseurs silylés pouvant être fluorés en dernière étape a été développé. La fluoration de ce nouveau motif imidazole-silylé par du [19F]F- puis par du [18F]F- a été validée sur différents bioconjugués. Le greffage de ce motif a ensuite été testé selon plusieurs méthodes. En particulier, une des voies de synthèse a pu montrer que la fluoration de bioconjugués portant ce motif et greffés sur une résine était possible au [19F]F-. Enfin, le produit radiomarqué au [18F]F- a pu être détecté au cours d’essais préliminaires, permettant ainsi de valider la stratégie choisie. / Positron Emission Tomography (PET) is a medical imaging technique widely used in oncology. For example, this technique can provide information on the localization of growing tumors in the human body, and the development of news methods for the automated production of specific radiotracers is still required. In this context, a new silylated precursor, which can be fluorinated in the last step, has been developed. The fluorination of this new imidazole-silylated unit with [19F]F- and with [18F]F- has been validated on various bioconjugates. The grafting of this moiety has been tested following different strategies. In particular, one of the synthetic pathway showed that the fluorination of bioconjugates with resin grafted moiety was possible with [19F]F-. Finally, the [18F] radiolabeled product was observed during preliminary [18F]F- fluorination experiments, thus validating the chosen strategy.

Le travail effectué au cours de cette thèse se situe dans le cadre d'une approche anti-tumorale par immunothérapie. Le cœur de ce projet a consisté à développer une méthodologie permettant de synthétiser des mimes de la forme tumorale de la glycoprotéine MUC1 par multiligation chimique sur support solide. La stratégie de synthèse repose sur une approche convergente basée sur la condensation par liaison oxime entre un peptide aminooxy (Aoa) et un peptide aldéhyde. Le développement d'une approche utilisant la déprotection sélective du groupe Aoa sur le fragment médian a permis de coupler plusieurs motifs MUC1 par ligation chimique sur support solide et d'obtenir deux longs peptides comportant deux unités et demi de répétition de la protéine MUC1 pour l'un et un épitope T-auxiliaire supplémentaire pour l'autre composé.<br /> Ce travail ouvre la voie à la synthèse de chimères de MUC1 qui seront glycosylées par voie chimioenzymatique. Ces petites glycoprotéines synthétiques, bien que calquées sur des glycoprotéines naturelles, seront élaborées dans le but d'étudier différentes présentations des antigènes pour optimiser leur immunogénicité.

Two α-amino acids labelled with 18F, 2-[18F]fluoro-L-tyrosine and 6-[18F]fluoro-L-dopa, are routinely produced at the CRC for PET clinical investigation in oncology and neurology. The first one is a tracer for the in vivo quantitative assessment of cerebral protein synthesis (tumor seeking agent) and the second one is a tracer for in vivo cerebral studies of presynaptic dopaminergic functions. Routine production of these two α-amino acids has been conducted in our laboratory, using a nucleophilic, multistep radiosynthesis approach. The no-carrier-added (nca) [18F]fluoride, which is available in large amounts from proton irradiation of 18O-enriched water in a cyclotron, allows the labelling of benzaldehyde derivatives by the substitution of a good leaving group. The synthesis of [18F]fluorobenzyl bromide derivative by reduction and bromination with gaseous HBr followed by the enantioselective alkylation under Phase Transfer Catalysis (PTC) of a benzophenone imine provides the protected radiopharmaceutical which is hydrolysed and purified by HPLC. Due to the fact that gaseous HBr is quite cumbersome to handle and that its complete automation is difficult, the first goal of our work is to evaluate new methods for the synthesis of the [18F]fluorobenzyl bromide derivatives starting from the labelled benzaldehyde derivatives. In order to propose a radiochemical reaction which can be easily automated, we have evaluated different reactions on solid (and non solid) supported reagents. Five reagents were tested. N-piperidinoaminomethylpolystyrene hydrobromide resin gives the the [18F]fluorobenzyl bromide derivatives as unique products in good yields. In the second part of our work, a new approach for the labelling of peptides from the key intermediate p-[18F]fluorobenzyl bromide has been evaluated using the concept of click chemistry. 1,3-dipolar cycloaddition provides fast access to a large number of five-membered heterocycles. We have used this cycloaddition to label protected p-ethynyl-L-phenylalanine with p-[18F]fluorobenzyl azide. This interesting labelling method will be applied to the labelling of a peptide containing this α-amino acid residue.

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Les glycosides sont reconnus pour leur potentiel pharmaceutique tels que les antibiotiques, les agents anticancéreux et antiviraux. Ils sont impliqués dans plusieurs processus biologiques entre autres la reconnaissance cellulaire, l’inflammation, la réponse immunitaire, la croissance, le transport cellulaire, l’adhésion cellulaire et les groupes sanguin. Notre groupe excelle dans la glycosidation stéréocontrôlée avec un minimum de protection suivant le concept d’activation à distance d’aglycones hétérocycliques anomériques. La présence d’une quantité sous stoechiométrique d’acide de Lewis, les (2-pyridyl)-β-D-glycosides déprotégés sont d’excellents donneurs permettant de haute sélectivité pour l’anomère- α-D de glycosides simples et complexes. Inversement, (2-pyridyl)-α-D-glycosides donnent les β-D-glycosides avec de bonne sélectivité. Des exemples de formation stéréocontrôlée de glycosides sont présentés dans cette thèse avec des accepteurs tels que les phénols, les stéroïdes, les terpènes et les acides hydroxyaminés. Cette méthodologie de glycosidation a été appliquée sur support solide. / Glycosides are well-known to be components of important antibiotics, anticancer agents and antiviral drugs. They are also involved in many biologically relevant processes such as cell-cell recognition, inflammation, immunity, cell transport, cell adhesion, and as determinants of blood group types. Our group has championed stereocontolled methods of glycoside synthesis with minimal donor protection using the concept of remote activation of anomeric heterocyclic aglycones. In the presence of sub-stoichiometric amounts of Lewis acids, unsubstituted beta-D-pyridyl glycosides are excellent donors affording simple and complex glycosides usually with high alpha-anomeric selectivity. Conversely, alpha-D-pyridyl glycosides give the inverted beta-glycosides with equally good selectivity. Examples of stereocontrolled glycoside synthesis with acceptor molecules include among others, phenols, steroids, terpenes, and hydroxyamino acids. Applications to glycoside synthesis on solid support have been pursued with promising results.

Depuis sa découverte, le monoxyde d'azote n'a pas cessé d'intéresser la communauté scientifique. Sa biosynthèse est catalysée par les NO Synthases, qui est une famille de trois isoenzymes. La NOS neuronale et la NOS endothéliale sont constitutives et produisent du NO impliqué dans la neurotransmission et la vasodilatation respectivement. La NOS inductible quant à elle produit du NO impliqué dans la réponse immunitaire innée. Une surproduction de monoxyde d'azote est impliqué dans de nombreuses pathologies comme les maladies neuro-dégénératives ou les maladies chroniques à composantes inflammatoires. L'inhibition de iNOS et nNOS présente donc un grand intérêt thérapeutique. Cependant l'enjeu est de développer des inhibiteurs hautement sélectifs, afin de préserver les fonctions vitales de eNOS.Nous avons choisi de synthétiser des composés constitués d'un analogue de substrat tel que thiocitrulline et S-alkyl-isothiocitrulline auquel est ajouté, par un lien peptidique ou hétérocyclique, un résidu susceptible de se lier dans le canal d'accès du substrat, région moins conservée du site actif pouvant fournir des interactions spécifiques. La synthèse de ces composés a été réalisée sur support solide selon une méthode d'ancrage par la chaîne latérale développée au laboratoire, ou pour certains composés, selon une méthode classique d'ancrage par l'amine alpha, ces deux méthodes offrant un fort potentiel en chimie combinatoire. Les différents composés synthétisés ont été testés sur les trois isoformes recombinantes.Un second travail est brièvement exposé dans ce manuscrit. La synthèse de cyclopeptides basés sur le motif RGD impliqué dans la liaison aux intégrines a été réalisée selon un mode de cyclisation développé au laboratoire faisant intervenir la formation d'un pont guanidine qui sera ensuite diversement substitué. L'étude RMN et l'évaluation de leur activité biologique sur les récepteur opioïdes semble montrer un influence de la substitution du pont sur leur conformation et leur activité. / Since its discovery, Since its discovery, the nitric oxide did not stop interesting the scientific community. Its biosynthesis is catalyzed by NO synthases, a family of three isoenzymes. Neuronal NOS and endothelial NOS are constitutive and produce NO involved in neurotransmission and vasodilation process respectively. Inducible NOS produces NO involved in the innate immune response. An overproduction of nitric oxide is involved in many diseases such as neurodegenerative diseases or chronic diseases with inflammatory components. Thus, its inhibition should be of high therapeutical interest. However, it is necessary to develop highly selective inhibitors to preserve the vital functions of eNOS.We chose to synthesize compounds constituted of one substrate analogue as thiocitrulline or S-alkyl-isothiocitrulline which linked by a peptide bond or heterocycles to a residue able to bind into the substrate access channel, a less conserved region into the active site were specific interactions could be established. The synthesis of these compounds was performed on solid support according to an anchoring method through the side chain developed at the laboratory or, for some compounds, according to a conventional anchoring method through the alpha amine. These approaches are particulary interesting for a combinatory chemistry approach. All compounds were tested on the three recombinant isoforms.A second work is outlined in this manuscript. It consist of synthesizing cyclopeptides based on RGD motif involved in the binding to integrins and enkephalins analogues. The cyclisation method was developed in the lab and involves the formation of a guanidine bridge diversely substituted. NMR studies and biological evaluations on opioid receptor suggests that the diverse bridge substitutions could modulate the conformation and activity of the peptides.