Le repositionnement des médicaments est une stratégie visant à trouver de nouvelles indications pour des médicaments existants. Un composé de type thiomorpholine hydroxamate (TMI-1, un inhibiteur d'ADAM-17 utilisé dans le traitement des maladies chroniques inflammatoires) a récemment été repositionné dans le traitement du cancer. Afin d’élucider son mécanisme d'action, une série de dérivés de type d'arysulfonyl thiomorpholine hydroxamate a été synthétisée et évaluée pour déterminer une relation entre structure et activité . Nous avons démontré que l'activité cytotoxique observée dépend du fragment phényl hydroxamate et n'est pas liée à l'inhibition de l'ADAM-17. Grâce à une approche par protéomique inverse, nous avons identifié la protéine membranaire peroxysomale PMP34 / SLC25A17 comme une nouvelle cible de TMI-1. PMP34 est un transporteur transmembranaire de différents cofacteurs nécessaires à la fonction des peroxysomes. Nous démontrons ici que TMI-1 se lie directement à PMP34 et augmente l’interaction entre PMP34 et PEX19, une protéine chaperone impliquée dans l’assemblage et la biologie des peroxysomes, alors que les expériences sur les ARNi ont révélé que PMP34 est essentielle à la viabilité des cellules tumorales. Enfin, le traitement des cellules tumorales par TMI-1 induit une modification de la composition en protéines du peroxysome et augmente le niveau de la protéine PMP70 / ABCD3. Un taux élevé de PMP70 dans le peroxysome augmente la $\beta$-oxydation des acides gras ce qui pourrait entraîner la mort des cellules cancéreuses. En conséquence, PMP34 représente une nouvelle cible intéressante en oncologie. / Drug repositioning is a strategy to find new indications for existing drugs. A thiomorpholine hydroxamate compound (TMI-1, an ADAM-17 inhibitor used for the treatment of chronic inflammatory diseases) has been recently repositioned in cancer. To further elucidate its mechanism of action, a series of arylsulfonyl thiomorpholine hydroxamate derivatives was synthetized and evaluated to determine a structure-activity relationship. We have pinpointed that the observed cytotoxic activity depends on the hydroxamate phenyl moiety and is not related to ADAM-17 inhibition. Using a reverse proteomic approach, we now identify the peroxisomal membrane protein PMP34/SLC25A17 as a new target of TMI-1. PMP34 is a transmembrane transporter of different cofactors required for peroxisome function. We demonstrate here that TMI-1 directly binds to PMP34 and increases the interaction between PMP34 and PEX19, a chaperone protein involved in peroxisome assembly and biology while RNAi experiments revealed that PMP34 is essential for tumor cell viability. Finally, TMI-1 treatment of tumor cells induces modification of peroxisome protein composition and increases the level PMP70/ABCD3 protein. High PMP70 level in peroxisome increases fatty acid $\beta$-oxidation that could lead to cancer cell death. As a result, PMP34 represents a new valuable target in oncology.

The aim of this work was formulated - the synthesis of potent human carbonic anhydrase inhibitors, and their structure - activity study. The synthesized 136 new compounds were subjected to the studies of their inhibitory activity towards CA I, II, VII, XII and XIII (VU IBT). An efficient method for N-and S-alkylation of heterocyclic compounds (benzimidazole), S-alkylation of heterocyclic and aromatic compounds (imidazole, benzothiazole, benzimidazothiadiazole, pyrimidine, benzenethiol) with 3 - and 4 - (bromoacetyl)benzenesulfonamides and 4 - and 5 - (bromoacetyl)-2-chlorobenzenesulfonamides has ben deveoped. 2-[(6-oksopyrimidine-2-yl)thio]acetylbenzenesulfonamides in dimethylsulfoxide solution were found to exists in two forms - open chain and cyclic. 4-(Hetarylmethylcarbonyl)benzenesulfonamides exibited more inhibitory potency to CA than the 3-(hetarylmethylcarbonyl)benzenesulfonamides. Among all compound studied S-alkylated benzenethiol derivatives exibit the best CA inhibitory properties, while 1,3-thiazole derivatives – the lowest. Sulfonamide group position on the benzene ring is more important for CA binding than the acidic properties of sulfonamide group. The inhibitors having the selectivity of any one CA were selected from synthesized compounds. Most of the compounds possess selectivity to CA I and CA XIII, while selectivity to CA XII almost is not observed. The benzenesulfonamide ring position in CA II active site is unique to each class of compounds as showed in... [to full text] / Šio darbo tikslas – potencialių žmogaus karboanhidrazių (CA) slopiklių sintezė ir jų struktūros – aktyvumo tyrimas. CA slopinimo tyrimams susintetinti 136 įvairiais heterociklais pakeisti benzensulfonamidai ir išmatuotas jų CA I, II, VI, XII ir XIII slopinimo aktyvumas (VU BTI mokslininkai). Paruoštos efektyvios benzimidazolų N- ir S-alkilinimo, imidazolų, benztiazolo, benzimidazotiadiazolo, pirimidinų, benzenalkiltiolių S-alkilinimo 3- ir 4-(bromacetil)benzensulfonamidais bei 4- ir 5-(bromacetil)-2-chlorbenzensulfonamidais metodikos. Nustatyta, kad [(6-oksopirimidin-2-il)tio]acetilbenzensulfonamidai tirpaluose egzistuoja atviroje ir ciklinėje formose. Ištyrus benzensulfonamidinio ir heterociklinio/aromatinio fragmentų struktūros įtaka CA slopinančioms savybėms nustatyta, kad benzensulfonamidinės dalies įtaka CA slopinančiam aktyvumui yra didesnė nei heterociklinės/aromatinės. Sulfonamidinės grupės padėties benzeno žiede įtaka jungimuisi prie CA yra reikšmingesnė nei sulfonamidinės grupės rūgštingumo įtaka. Tiriant atrankumą vienai CA nustatyta, kad iš visų junginių daugiausiai atrankių yra CA I ir XIII, o CA XII atrankių junginių beveik nėra. Daugiausiai kuriai nors CA atrankių junginių yra tarp 4-(hetarilmetilkarbonil)benzensulfonamidų, bei tarp 1,3-tiazolo ir benzenalkiltiolio darinių. Remiantis rentgenostruktūrine CA II, XII ir XIII kompleksų (VU BTI) su kai kuriais slopikliais analize, paaiškintas sumažėjęs junginių giminingumas CA XII, lyginant su CA II, sumažėjęs... [toliau žr. visą tekstą]

Šio darbo tikslas – potencialių žmogaus karboanhidrazių (CA) slopiklių sintezė ir jų struktūros – aktyvumo tyrimas. CA slopinimo tyrimams susintetinti 136 įvairiais heterociklais pakeisti benzensulfonamidai ir išmatuotas jų CA I, II, VI, XII ir XIII slopinimo aktyvumas (VU BTI mokslininkai). Paruoštos efektyvios benzimidazolų N- ir S-alkilinimo, imidazolų, benztiazolo, benzimidazotiadiazolo, pirimidinų, benzenalkiltiolių S-alkilinimo 3- ir 4-(bromacetil)benzensulfonamidais bei 4- ir 5-(bromacetil)-2-chlorbenzensulfonamidais metodikos. Nustatyta, kad [(6-oksopirimidin-2-il)tio]acetilbenzensulfonamidai tirpaluose egzistuoja atviroje ir ciklinėje formose. Ištyrus benzensulfonamidinio ir heterociklinio/aromatinio fragmentų struktūros įtaka CA slopinančioms savybėms nustatyta, kad benzensulfonamidinės dalies įtaka CA slopinančiam aktyvumui yra didesnė nei heterociklinės/aromatinės. Sulfonamidinės grupės padėties benzeno žiede įtaka jungimuisi prie CA yra reikšmingesnė nei sulfonamidinės grupės rūgštingumo įtaka. Tiriant atrankumą vienai CA nustatyta, kad iš visų junginių daugiausiai atrankių yra CA I ir XIII, o CA XII atrankių junginių beveik nėra. Daugiausiai kuriai nors CA atrankių junginių yra tarp 4-(hetarilmetilkarbonil)benzensulfonamidų, bei tarp 1,3-tiazolo ir benzenalkiltiolio darinių. Remiantis rentgenostruktūrine CA II, XII ir XIII kompleksų (VU BTI) su kai kuriais slopikliais analize, paaiškintas sumažėjęs junginių giminingumas CA XII, lyginant su CA II, sumažėjęs... [toliau žr. visą tekstą] / The aim of this work was formulated - the synthesis of potent human carbonic anhydrase inhibitors, and their structure - activity study. The synthesized 136 new compounds were subjected to the studies of their inhibitory activity towards CA I, II, VII, XII and XIII (VU IBT). An efficient method for N-and S-alkylation of heterocyclic compounds (benzimidazole), S-alkylation of heterocyclic and aromatic compounds (imidazole, benzothiazole, benzimidazothiadiazole, pyrimidine, benzenethiol) with 3 - and 4 - (bromoacetyl)benzenesulfonamides and 4 - and 5 - (bromoacetyl)-2-chlorobenzenesulfonamides has ben deveoped. 2-[(6-oksopyrimidine-2-yl)thio]acetylbenzenesulfonamides in dimethylsulfoxide solution were found to exists in two forms - open chain and cyclic. 4-(Hetarylmethylcarbonyl)benzenesulfonamides exibited more inhibitory potency to CA than the 3-(hetarylmethylcarbonyl)benzenesulfonamides. Among all compound studied S-alkylated benzenethiol derivatives exibit the best CA inhibitory properties, while 1,3-thiazole derivatives – the lowest. Sulfonamide group position on the benzene ring is more important for CA binding than the acidic properties of sulfonamide group. The inhibitors having the selectivity of any one CA were selected from synthesized compounds. Most of the compounds possess selectivity to CA I and CA XIII, while selectivity to CA XII almost is not observed. The benzenesulfonamide ring position in CA II active site is unique to each class of compounds as showed in... [to full text]

Recent advances in molecular biology has led to the discovery of many new potential drugs. However, difficulties with in situ analysis of ligand binding prevents quick advancement in clinical trials, which stresses the need for better direct methods. A relatively new methodology, called Cellular Thermal Shift Assay (CETSA), allows for detection of ligand binding in a cells natural environment and can be used in combination with Mass Spectrometry (MS) for readout. With help from the Pelago Bioscience team, I developed a pipeline for processing of CETSA MS data and a web based system for viewing the results. The system, called CETSA Analytics, also evaluates the results relevance and helps its users to locate information efficiently. CETSA Analytics is currently being tested by Pelago Bioscience AB as a tool for experimental data distribution.

L’anhydrase carbonique IX (AC IX h) est une enzyme souvent associée à un mauvais pronostic, à la progression tumorale et à la régulation du pH extracellulaire des cellules tumorales sur un plan moléculaire. L’AC IX est très peu exprimée dans les tissus sains mais par contre, elle est surexprimée au sein de la masse tumorale, ce qui permet de la qualifier comme une cible thérapeutique potentielle. Une nouvelle classe d’inhibiteurs d’anhydrase carbonique IX a été conçue et synthétisée par notre équipe. Cette série de composés présente une solubilité aqueuse faible, limitant ainsi son développement pharmaceutique. La complexation de ces composés avec des cyclodextrines offre la possibilité d’améliorer leur solubilité et leur biodisponibilité sans affecter leur structure originale. Des études de complexation entre nos composés et diverses cyclodextrines ont été réalisées, afin de déterminer le complexe supramoléculaire le plus adéquat. Les études des complexes Analyte / Cyclodextrine ont été réalisées par deux techniques complémentaires, la résonance magnétique nucléaire et l’électrophorèse capillaire. La complexation de six sulfonamidodiarylpyrazoles originaux avec six cyclodextrines (-, - et - CDs, hydroxypropyle HP--CD, méthyle Me--CD ou amino NH2--CD) a été étudiée au pH physiologique. Les constantes de complexation, la stœchiométrie et l’étude structurale des complexes ont alors été déterminées. Par ailleurs, la présence d’un centre d’asymétrie dans la série des alcools secondaires, synthétisés sous leurs formes racémiques, a orienté nos travaux vers le développement de méthodes séparatives à l’échelle préparative afin de disposer de quantités suffisantes d’énantiomères permettant la détermination de leurs affinités pour la cible. Les séparations chirales ont été mises au point par chromatographie liquide haute performance, par chromatographie en phase supercritique ou par électrophorèse capillaire. La caractérisation de quatre analytes vis-à-vis de l’anhydrase carbonique II (AC II) a été réalisée, dans un premier temps, par des études d’interaction moléculaire utilisant des méthodes biophysiques qui ne nécessitent pas de marquage des partenaires, la résonance plasmonique de surface, la calorimétrie de titration isotherme et la thermal shift assay. L’objectif de cette comparaison était de valider les résultats obtenus mais aussi de sélectionner la méthode d’analyse permettant l’étude d’une grande série de composés avec l’isoforme d’intérêt (AC IX). Les résultats obtenus nous ont conduits à choisir la résonance plasmonique de surface (RPS) comme technique de choix pour l’étude de l’affinité des sulfonamidodiarylpyrazoles. Les affinités de seize composés pour trois isoformes (AC II, IX et XII) ont ensuite été déterminées par RPS. Des affinités de l’ordre du nanomolaire ont été obtenues pour les trois isoformes. De cette étude, deux composés possédant une affinité intéressante pour l’AC IX et une sélectivité AC IX versus AC II ont été selectionnés. De plus, l’étude de l’affinité des composés optiquement purs a permis de mettre en évidence une énantioselectivité isoforme dépendante. / Carbonic anhydrase (CA) IX expression is increased upon hypoxia and has been proposed as a therapeutic target since it has been associated with poor prognosis, tumor progression and pH regulation. A new class of human carbonic anhydrase IX (hCA IX) inhibitors, diarylpyrazole sulfonamide derivatives, has been synthesized in our team. These compounds have a very limited water solubility which limits their pharmaceutical development. The complexation with cyclodextrins (CDs) offers the possibility to improve their solubility without affecting their original structure and has proved to be one of the most effective. The studies of the complexes formed between our compounds and various CDs have been performed, in order to choose the most appropriate CD. We investigate by NMR and capillary electrophoresis the complexes formed between six original diarylpyrazole sulfonamide derivatives and six CDs (native -, - and - CDs, hydroxypropylated HP--CD, methylated Me--CD or amino NH2--CD) at physiological pH. Futhermore, as these compounds have a chiral center, it was essential to separate their enantiomers and verify their optical purities before envisaging the study of their pharmacological activity. The enantiomeric purification was performed by three separative methods, the high performance liquid chromatography, the supercritical fluid chromatography and the capillary electrophoresis. This study permit to obtain optically pure compound in order to determine affinity of carbonic anhydrase. To determine the affinities of derivatives with isoforms, we performed first a comparison of three label-free methods for quantitative assessment of binding strength between carbonic anhydrase II and sulfonamides derivatives. The formation constants have been determined by surface plasmon resonance, isothermal titration calorimetry and thermal shift assay, which characterize the interaction between two partners. This study was useful to select and to validate the surface plasmon resonance (SPR) for the molecular interaction between carbonic anhydrases and all our derivatives. Affinities of sixteen compounds for three carbonic anhydrase isoforms (CA II, IX and XII) were then determined by SPR. These compounds have nanomolar affinities for three isoforms. Two compounds have affinities with great interest for the isoform CA IX, and a good selectivity CA IX versus CA II and should be considered as lead compounds. Additionally, some of optically pure compounds have shown an enantioselectivity for the AC isoforms