Optimisation de l'activité anti-malarique d'un inhibiteur commercial de la phosphodiesterase 5. – SOSA-PAL

RESUME PROJET – Contexte scientifique et objectifs Le paludisme, infection due à des parasites du genre Plasmodium, provoque chaque année plus d'un million de décès. L'arsenal thérapeutique est constitué de 3 classes de molécules (les quinoléines, les antifoliques et les dérivés de l'artémisinine) dont l'efficacité est limitée par l'apparition de résistances, le coût de production ou leur toxicité. Il existe donc un besoin urgent de molécules efficaces sur les souches résistantes aux médicaments actuels, actives par voie orale et peu coûteuses. Initié en 2004, notre projet vise à valider rapidement un mode d'action antiparasitaire nouveau. Une comparaison du génome de Plasmodium aux cibles des médicaments commercialisés a montré que la PDE5, cible du tadalafil (Cialis®), a 4 orthologues chez Plasmodium. Les acides aminés du site actif de la PDE5 sont très bien conservés dans les PDEs malariales. Nous avons donc émis l'hypothèse que des inhibiteurs de PDE5 ou des analogues proches pourraient avoir un effet antiparasitaire.RESUME PROJET – Description L'approche « SOSA » (Specific Optimisation of Side Effect)
Le tadalafil est l'inhibiteur de PDE5 le plus sélectif. Sa synthèse, simple et peu coûteuse (400 $/kg) se prête à la préparation d'analogues. Les relations structure-activité sont connues et la structure de PDE5 cocristallisée avec le tadalafil est publiée. Le tadalafil et des analogues ont été testés sur des cultures de parasites in vitro. 2 analogues ont montré une activité de 100 nM sur le parasite. Nous avons donc préparé plus de 100 analogues dont certains ont montré des CI50 de 1 à 5 nM, sur des souches sensibles ou résistantes à la chloroquine. Les composés les plus actifs ont été testés chez la souris à la dose de 50 mg/kg. Plusieurs composés ont montré des activités inhibitrices et une demande de brevet européen a été déposée en 2006.
Trois directions sont envisagées :
- Amélioration de l'activité in vivo. Nos composés sont peu solubles dans l'eau et leur biodisponibilité chez la souris est faible. Nous avons identifié des positions dans la structure des composés où des chaînes solubilisantes peuvent être greffées. Les points de fragilité métabolique chez la souris seront modifiés pour augmenter également la biodisponibilité.
- Amélioration de la sélectivité et originalité structurale. En modifiant les zones de nos molécules interagissant avec 2 acides aminés différents entre la PDE5 et les PDE parasitaires, nous améliorerons la sélectivité. Nous tenterons d'apporter de l'originalité pour s'écarter des revendications des brevets protégeant le tadalafil.
- Validation de la cible.
En collaboration avec l'équipe du Dr Jamal Khalife (Inserm U547, Lille directeur, Professeur Monique Capron), nous terminerons l'identification formelle de la cible de nos composés en exprimant les 4 PDE de P. falciparum, et en testant nos composés sur leur activité enzymatique.RESUME PROJET – Resultats attendus Nous possédons l'ensemble des clés nous permettant d'optimiser la structure de nos composés, à la fois en sélectivité et en biodisponibilité. A l'issue du projet, nous devrons avoir obtenu des composés sélectifs, « nanomolaires » sur le parasite in vitro, et actifs par voie orale chez la souris. Nos composés devraient alors correspondre au cahier des charges du candidat préclinique défini par l'OMS et les entreprises pharmaceutiques. Leur mode d'action, proche de celui de médicaments commercialisés, réputés peu toxiques, devrait être un avantage compétitif par rapport à des modes d'actions totalement nouveaux dont les aspects toxicologiques sont moins balisés. Nous aurons également démontré l intérêt des inhibiteurs de PDE pour traiter le paludisme et prévoyons de tester les composés synthétisés sur d'autres protozoaires exprimant des PDE, pour lesquels il est raisonnable d'attendre une activité intéressante, ouvrant de nouvelles pistes pour le traitement d'autres maladies parasitaires