Les maladies tropicales négligées (MNT) et les différents types de cancer sont des problèmes de santé graves. En plus de longs retards dans le développement régional, économique et humain liés à eux, on note le manque d'outils thérapeutiques pour répondre à ces problèmes. Le développement de nouveaux médicaments pour de telles pathologies est nécessaire et, comme c'est le cas dans la recherche actuelle, l'obtention de molécules multi-cibles est une stratégie prometteuse. Dans ce contexte, en plus du but d'identifier de nouveaux médicaments puissants pour les MNT et la lutte contre le cancer, ont été exécutées la conception structurelle, la synthèse et la purification de dérivés hétérocycliques hybrides de phtalimide et de 1,3-thiazole. Les composés 2a-n, 3a-i, 4a-b, 5a-d, 6a1-6d7 ont été obtenus par des réactions faciles à réaliser, avec quelques étapes de synthèse, et leurs structures ont été confirmées par des techniques spectroscopiques et spectrométriques. Les propriétés biologiques ont été évaluées par détermination de la cytotoxicité sur des cellules de mammifères, et par la capacité à inhiber les parasites T. cruzi, L. infantum et S. mansoni et la croissance des lignées cellulaires de tumeurs solides et hématologiques. Des analyses par microscopie électronique ont également été effectuées pour mieux comprendre l'action des nouveaux médicaments candidats. Les composés ont montré une faible cytotoxicité. Le prototype anti-T. cruzi 2j (4,7 μM) s'est révélé plus actif que le Benznidazole sur les trypomastigotes. Pour l'activité leishmanicide, les meilleurs inhibiteurs des promastigotes de L. infantum sont 2m (9,8 μM) et 2j (13,9 μM). Pour le profil anti-S. mansoni, 2i est actif contre les vers adultes et les schistosomules, et présente une possible utilisation prophylactique. Dans cadre des traitements anticancéreux, les phtalimido-bis-1,3-thiazoles se montrent prometteurs, en particulier 6a3 (5,67 μM) et 6a6 (5,85 μM) qui ont une activité similaire à la doxorubicine sur la lignée de Mélanome Malígeno (SK-MEL-28). Sur la base des diverses données obtenues, nous pouvons conclure que les noyaux phtalimide et 1,3-thiazole sont des structures privilégiées et que l'hybridation est une stratégie favorable prouvée pour obtenir de nouveaux médicaments antiparasitaires et anticancéreux. Un profil multi-cible peut leur être attribué. / Neglected tropical diseases (NTD) and the various types of cancer are serious and old world health problems. In addition to the great delays in the regional, economic and human development associated with them, the scarcity of therapeutic tools to solve these aggravations, which epidemiologically present increasing data, is well known. The development of new drugs for such pathologies is necessary and, as is the trend in current research, obtaining multi-target molecules is a promising strategy. In this context, the structural planning, synthesis and purification of hybrid heterocyclic derivatives of phthalimide and 1,3-thiazole were carried out in order to identify new potent drugs for NTD and the fight against cancer. The compounds 2a-n, 3a-i, 4a-b, 5a-d, 6a1-6d7 were obtained by means of easy to perform reactions with few synthesis steps and confirmed their structures by spectroscopic and spectrometric techniques. The biological properties evaluated were the determination of cytotoxicity in different mammalian cells and the ability to inhibit T. cruzi, L. infantum and S. mansoni parasites and the growth of solid and hematological tumor lines. Electron microscopy analyzes were also developed to better understand the action of new drug candidates. The compounds showed low cytotoxicity. As an anti-T. cruzi prototype 2j (4.7 μM) was found to have higher potency than Benznidazole for trypomastigotes. For the leishmanicidal activity, 2m (9.8 μM) and 2j (13.9 μM) were the best inhibitors of L. infantum promastigotes. For the anti-S. mansoni profile, 2i was active against adult worms and schistosomules, presenting a possible prophylactic use. From the antineoplastic evaluation, the phthalimido-bis-1,3-thiazoles derivatives were very promising, highlighting 6a3 (5.67 μM) and 6a6 (5.85 μM), which showed a similar potency to Doxorubicin for the Malignant Melanoma (SK-MEL-28). Based on the various data obtained, it can be concluded that the phthalimide and 1,3-thiazole nuclei are privileged structures and their hybridization proved to be a favorable strategy to obtain new candidates for antiparasitic and anticancer drugs multi-target profile.

Les maladies tropicales négligées sont un groupe de maladies infectieuses rencontrées surtout dans les zones rurales ou dans les zones urbaines et pauvres des pays à revenu faible et intermédiaire, et qui constituent elles-mêmes des facteurs aggravants de pauvreté. Comparés à des maladies comme le sida, la malaria et la tuberculose, l'étude et l'effort de lutte contre ces maladies infectieuses sont beaucoup moins développés en termes de fonds investis, de programmes de recherche et de politiques de santé publique. Cette thèse vise à apporter une contribution à l'étude des maladies tropicales négligées, par le biais de travaux théoriques situés à l'interface entre la modélisation et l'écologie, l'évolution et le contrôle de ces maladies. Les résultats obtenus et discutés portent plus particulièrement sur la transmission des maladies vectorielles, et sur l'évolution des macro-parasites. Cette thèse permet ainsi d'illustrer l'intérêt des approches de modélisation en recherche fondamentale pour mieux comprendre et lutter contre ce groupe de maladies infectieuses, des maladies qui chaque année affectent encore des centaines de millions de personnes à travers le monde.

Les parasites de la classe des Kinetoplastidae, comprenant notamment les trypanosomes et les leishmanies, sont responsables pour plusieurs maladies d’importance socio-économique et de santé publique. La maladie du sommeil, la maladie de Chagas et la leishmaniose, classées comme maladies tropicales négligées (NTD) par l’Organisation mondiale de la santé (OMS) et la Surra, reportée par l’Organisation pour l’alimentation et l’agriculture, des Nations Unies (FAO). La Trypanosomiase Animale Africain sub-saharienne entraîne la mort de 3 millions bovins par an accompagné d'une perte annuelle de l'économie de 4,5 milliards de dollars américains. La leishmaniose cutanée, une maladie zoonose, présente 1,5 millions de nouveaux cas chaque année.Trypanosoma brucei (T. brucei) est un ancien eucaryote, utilisé comme organisme modèle dans le laboratoire pour l’étude des cils et des flagelles. Le remodelage du cytosquelette des trypanosomes est essentiel pour la morphologie cellulaire, le positionnement et la division des organites. L’étude des protéines essentielles du cytosquelette permet de mieux comprendre les processus cellulaires. Ces protéines pourraient également constituer des cibles potentielles pour des traitements thérapeutiques. Les trypanosomes échappent au système immunitaire de l’hôte en modifiant périodiquement les antigènes de présent à leur surface. En effet ces antigènes de surface sont endocytés, ainsi que les anticorps de l’hôte qui y sont attachés, au niveau d’une structure appelée la poche flagellaire (FP). TbBILBO1 est une protéine structurelle du collier de la poche flagellaire (FPC), essentielle à la biogenèse du FPC et à la survie du parasite. En raison du rôle majeur de la protéine TbBILBO1 dans le parasite, des partenaires de TbBILBO1 ont été recherchés.Dans ce travail, j’ai pu caractériser une nouvelle protéine essentielle du cytoskelette, la protéine FPC6, partenaire de TbBILBO1, qui se situe au niveau du complexe FPC/Complexe du Hook de T. brucei. L’ARN interférence de FPC6 conduit à une mort rapide des formes sanguines des trypanosomes, accompagnée d’un blocage de l’endocytose. Ensuite, j’ai produit un nanobody (Nb48), dirigé contre TbBILBO1, dans le système d’expression bactérien. Je l’ai également exprimé dans les lignées de trypanosomes. Le Nb48 reconnait TbBILBO1 sur les trypanosomes fixés par immunofluorescence et dans les extraits totaux de protéines dénaturées. L’analyse par résonance plasmonique de surface (SPR) a confirmé une haute affinité du Nb48 pour TbBILBO1. L’expression de Nb48 dans le parasite T. brucei en tant qu’intrabody demontrant que ce nanobody pouvait être exprimé de manière fonctionnelle, capable de reconnaitre spécifiquement sa cible protéique, TbBILBO1, intra-cellulaire et de bloquer sa fonction conduit à un effet trypanocide rapide. Ces études ouvrant ainsi la voie pour de nouvelles utilisations potentielles thérapeutiques dans le traitement des trypanosomiases. / Kinetoplastid parasites, including trypanosomes and leishmania, are responsible for several diseases of socio-economic and public health importance worldwide. These include the Neglected Tropical Diseases: Sleeping Sickness, Chagas disease and Leishmaniasis, as classified by the World Health Organisation (WHO) and the global wasting disease of animals, Surra, as reported by the Food and Agricultural Organisation of the United Nations (FAO). Animal African Trypanosomiais (AAT) causes the death of 3 million cattle per year in sub-Saharan Africa, with an annual loss of 4.5 billion US dollars to the African economy. Cutaneaous leishmaniasis is a zoonotic disease, with 1.5 million new cases reported globally each year.Trypanosoma brucei is an ancient, early diverging eukaryote, used as a model organism in the laboratory for studying eukaryotic cilia and flagella. Remodelling of the trypanosome cytoskeleton is essential for cell morphology, organelle positioning and division. Study of essential proteins of the cytoskeleton provides insight into intracellular processes and could provide potential targets for therapeutic interventions. Trypanosomes evade the host immune system by periodically changing their external surface coat, which is endocytosed, along with any attached host antibodies, via a structure called the flagellar pocket. TbBILBO1 is a structural protein of the Flagellar Pocket Collar (FPC) that is essential for FPC biogenesis and parasite survival. Due to the importance of TbBILBO1 for the parasite, protein partners were investigated.In my thesis, I describe, firstly, the characterisation of a novel and essential cytoskeletal protein, FPC6, of the FPC/Hook complex of T. brucei; FPC6 is a partner of TbBILBO1. RNAi Knock-down of FPC6 protein leads to rapid cell death in the blood-stream form of the parasite accompanied with a block in endocytosis. Secondly, I describe the purification and intracellular expression of a nanobody (Nb48), raised against TbBILBO1. The purified Nb is able to identify TbBILBO1 in fixed trypanosomes and denatured protein. Surface Plasmon Resonance analysis confirmed a high affinity of Nb48 to TbBILBO1. Expression of Nb48 as an intrabody in T. brucei, reveals that it binds precisely to its target, TbBILBO1 and leads to rapid cell death. Further exploration of the potential uses of this trypanocidal nanobody is warranted.

Les kinétoplastidés sont des protozoaires flagellés responsables de maladies tropicales négligées mortelles telles que la leishmaniose viscérale (L. donovani et L. infantum) ou la trypanosomiase humaine africaine (T. brucei), pour lesquelles les traitements disponibles sont très limités. Depuis quelques années, on observe un regain d'intérêt pour le développement de nitrohétérocycles aromatiques anti-infectieux tels que le delamanide et le féxinidazole. De récentes études indiquent que l'activité anti-kinétoplastidés de ces dérivés repose sur leur bioactivation sélective par des nitroréductases parasitaires, conduisant à la formation de métabolites réduits électrophiles, fortement cytotoxiques. Suite à des études préliminaires réalisées dans notre équipe en série 8-nitroquinoléin-2(1H)-one, ces travaux de thèse portent sur la synthèse et l'étude in vitro de l'activité antiparasitaire de 80 dérivés notamment fonctionnalisés en positions 3 et 6 du pharmacophore par divers motifs, notamment via la mise au point de réactions d'halogénation sélective et de couplages pallado-catalysés. Ainsi, 5 nouvelles molécules hits (4 anti-kinétoplastidés et 1 sélective de T. brucei) ont été identifiées (0,01 µM ≤ CI50 ≤ 7 µM et 13 < IS < 1500), trois d'entre-elles étant des substrats sélectifs des nitroréductases parasitaires de type I. Afin de préciser les relations structure-activité, une étude des potentiels de réduction a également été menée. Des études physico-chimiques (solubilité, test de perméabilité PAMPA) et pharmacocinétiques in vitro (stabilité microsomale et fixation à l'albumine humaine) sont venues compléter ce travail. Enfin, des évaluations de la mutagénicité et de la génotoxicité de ces hits sur des cellules procaryotes et humaines ont été conduites, dans le but de statuer sur leur potentiel pharmaceutique antiparasitaire humain et vétérinaire. / Kinetoplastids are flagellated protozoan parasites responsible for lethal neglected tropical diseases, such as visceral leishmaniasis (L. donovani and L. infantum) or sleeping sickness (T. brucei brucei), for which very few drugs are available. Nowadays, nitroheterocyclic compounds present a renewed interest as anti-infective agents, as illustrated by the development of fexinidazole and delamanid. Some recent studies demonstrated that the antikinetoplastid activity of these derivatives involves their selective bioactivation by parasitic nitroreductases, leading to the formation of electrophilic reduced metabolites, highly cytotoxic. Based on preliminary studies conducted in our team in 8-nitroquinolin-2(1H)-one series, this PhD work is about the synthesis and in vitro antiparasitic study of 80 derivatives mainly functionalized at positions 3 and 6 of the pharmacophore by various substituents, especially via the optimization of selective halogenation and pallado-catalyzed cross coupling reactions. Thereby, 5 new hit compounds (4 antikinetoplastid and 1 selective of T. brucei) were identified (0.01 µM ≤ IC50 ≤ 7 µM and 13 < SI < 1500), three of them being selective substrates of type I parasitic nitroreductases. In order to refine the structure-activity relationship studies, an analysis of reduction potentials was also conducted. In vitro physicochemical (solubility, PAMPA permeability assay) and pharmacokinetic (microsomal stability and human albumin binding) experiments completed this work. Finally, the mutagenicity and genotoxicity evaluations of these new hit compounds toward prokaryotic and human cells were realized, in order to assess their human and veterinary antiparasitic pharmaceutical potential.

Les histones désacétylases (HDACs) sont les principales cibles des médicaments épigénétiques anticancéreux actuellement approuvés par la FDA. Les HDACs jouent aussi un rôle important dans l'homéostasie des pathogènes eucaryotes. Par conséquent, une stratégie pour lutter contre les maladies négligées causées par ces pathogènes est de modifier les médicaments épigénétiques actuellement approuvés qui ciblent les HDACs. HDAC8 de Schistosoma mansoni (smHDAC8) est une cible médicamenteuse valable pour traiter la schistosomiase, deuxième maladie négligée mortelle après le paludisme. Les différences structurales entre les poches catalytiques des HDAC8 humaine et smHDAC8 ont permis la conception d'inhibiteurs sélectifs des schistosomes qui se lient dans une poche sélective unique à HDAC8. Ce travail de thèse montre comment cibler sélectivement des isoformes HDAC l'aide de structures à résolution atomique, et ouvre la porte à l'étude du mode d'action de HDAC8 au niveau fondamental. / Histone deacetylases (HDACs) are the major targets of currently FDA-approved anti-cancer epigenetic drugs. HDACs also play an important role in the homeostasis of eukaryotic pathogens. Hence, a strategy to tackle neglected diseases caused by these pathogens is to modify currently approved epigenetic drugs targeting HDACs. HDAC8 from Schistosoma mansoni (smHDAC8) was shown to be a valid drug target to treat schistosomiasis, second deadliest tropical disease after malaria. Structural differences between human HDAC8 and smHDAC8 catalytic pocket enabled the design of schistosome-selective inhibitors that bind in a HDAC8 selective pocket, which is unique to HDAC8 among the highly conserved HDAC isozymes. This thesis work shows how to target selectively related isoforms with the help of atomic resolution structures, and opens the door to the investigation of the mode of action of HDAC8 at the fundamental level.

Les grilles de calcul sont une nouvelle Technologie de l'Information permettant la collecte et le partage de l'information, la mise en réseau d'experts et la mobilisation de ressources en routine ou en urgence. Elles ouvrent de nouvelles perspectives de réduction des coûts et d'accélération de la recherche in silico de médicaments contre les maladies négligées et émergentes. Dans ce contexte, la première partie de la thèse a porté sur la conception de services bio-informatiques sur grille. Ils facilitent le déploiement et la mise à jour sur la grille RUGBI de logiciels et de bases de données. La seconde partie a vu le déploiement d'expériences de criblage virtuel à haut débit sur l'infrastructure de grille EGEE. Les expériences ont démontré que les grilles collaboratives ont la capacité à mobiliser d'importantes ressources de calcul dans des buts bien définis pendant une période de temps significative, et qu'elles produisent des résultats biologiques pertinents.

La recherche dans le domaine des maladies sans traitement existant obéit à plusieurs impératifs définis par le législateur européen dans le règlement (CE) n° 141/2000 du 16 décembre 1999 concernant les médicaments orphelins. Les patients atteints de maladies rares et négligées ont le droit à « la même qualité de traitement que les autres » ce qui suppose de prendre les mesures d'incitation nécessaires pour « promouvoir la recherche, le développement et la commercialisation de traitements adéquats ». C'est un « domaine prioritaire ». Après avoir désigné les médicaments concernés, l'Union européenne veut « éviter la dispersion de ressources limitées » notamment par la promotion d'une « coopération transnationale ». Dans une démarche téléologique, cette recherche décrit les effets de la législation européenne sans ignorer la réception de ce droit par les États membres. Des fondements théoriques à même d'assurer une meilleure performativité du droit et des propositions concrètes en vue de conformer le droit positif à l'intention du législateur et aux attentes des parties prenantes sont proposés. En se focalisant sur le seul levier de la propriété intellectuelle, ce droit spécial et incitatif ne semble pas en mesure d'apporter aux patients la plupart des traitements attendus. La régulation de la concurrence et la compétence nationale sur le prix des médicaments perpétuent un seuil de rentabilité éloignant de nombreuses recherches de la phase du développement. L'accès aux médicaments orphelins demeure très restreint. Un changement de paradigme dans la construction de ce droit apparaît nécessaire afin qu'un modèle économique favorable se mette en place. Il convient que le profit des pharmaciens de l'industrie ne dépende plus de la conquête de parts de marché, mais de l'intérêt de leurs inventions pour les besoins de santé non satisfaits. / Research in the field of diseases without an existing treatment is governed by several requirements defined by the European legislator in Regulation (CE) No 141/2000 of 16 December 1999 on orphan medicinal products. Patients with rare and neglected diseases have the right to "the same quality of treatment as other patients" which means taking the necessary incentives to stimulate research, development and bringing to the market of appropriate medications". It is a "priority area". After designating the drugs concerned, the European Union wants to "avoid the dispersion of limited resources", in particular by promoting "cross national co-operation". In a teleological approach, this research analyses the positive law endeavouring to implement the objectives of Orphan Drug Law. It describes the effects of European legislation without ignoring the receipt of this law by the Member States. Theoretical foundations that can ensure a better performativity of the law, as well as concrete proposals to conform the positive law to the intention of the legislator and to the stakeholders' wills are proposed. By focusing solely on the leverage of intellectual property rights, this special and incentive law does not seem to be able to provide patients with many of the expected treatments. Competition regulation and setting of the price which is a national competency perpetuate a high profitability threshold, often withholding research projects from reaching the development phase. Access to orphan drugs remains very limited. A paradigm shift in the construction of this law appears necessary in order for a favorable economic model to emerge. The profit of the industry's pharmacists should no longer depend on the conquest of market shares, but on the value of their inventions for unmet health needs.