Inhibiteurs macrocycliques d’IDE identifiés par une méthode innovante de criblage guidé par la cible pour le traitement des maladies métaboliques et leurs complications. – MACPROMEDIC

1. Conception et synthèse de précurseurs : Conception guidée par modélisation moléculaire de précurseurs acycliques non peptidiques portant une fonction chimique liant le zinc catalytique et des fonctions réactives complémentaires (azoture/alcyne).

2. Macrocyclisation in situ et synthèse à large échelle : Criblage par KTGS assisté par l'IDE sous diverses conditions, suivi d'une détection par spectrométrie de masse. Les hits seront resynthétisés à plus grande échelle par chimie click régiosélective dans des conditions mimant une forte dilution.

3. Caractérisation biologique et optimisation : Mesure de l'affinité des macrocycles obtenus par diverses techniques. Évaluation de l'inhibition des activités protéolytiques et non protéolytiques, et de la sélectivité face à d'autres métalloprotéases à zinc. Les modes de liaison seront élucidés par co-cristallisation aux rayons X. Le profilage ADME (solubilité, stabilité, perméabilité Caco-2) guidera l'optimisation structurale.

4. Biologie cellulaire : L'évaluation de l'engagement de la cible dans des cellules intactes ainsi que des tests de viabilité, de sécrétion d'insuline et de migration cellulaire seront menés.

5. Évaluation in vivo : Une formulation sera développée afin de pouvoir réaliser les études in vivo. Premièrement sera réalisée une étude pharmacocinétique. L'efficacité pharmacodynamique sera validée sur des souris diabétiques pour mesurer la cinétique de fermeture de la plaie.

Plusieurs précurseurs acycliques non peptidiques ont été synthétisés puis incubés avec l'enzyme. La macrocyclisation induite par la cible (KTGM) s'est révélée être productive étant donné que quelques macrocycles ont été formés par IDE. Ce résultat constitut une preuve de concept et n'avait jamais été décrit auparavant. Afin d'avoir une quantité suffisante de ces hits pour les tests biologiques, ils ont été synthétisés par voie chimique. Des inhibitions de l'ordre du micromolaire ont été mesurées.

Des optimisations structurales ont été réalisées afin d'améliorer les propriétés physicochimiques, pharmacocinétiques et pharmacodynamiques des macrocycles en vue de leurs applications biologiques. L'inhibition des activités protéolytiques et la sélectivité face à d'autres métalloprotéases à zinc ont été évaluées. Le profil ADME (solubilité, stabilité, perméabilité Caco-2) a également été réalisé pour ces macrocycles. Un étude de l'impact du linker sur ces différentes propriétés a été réalisée montrant que le choix du linker est crucial. Grâce à l'optimisation structurale, tous les paramètres ont été améliorés. Des inhibitions de l'ordre de la centaine de nanomolaire ont été obtenues. Le mode de liaison de plusieurs macrocycles dans IDE a été élucidé par co-cristallisation aux rayons X démontrant des similarités avec leurs analogues petites molécules mais des disparités en fonction des points d'ancrage du linker. Les macrocycles testés engagent IDE dans la cellule et ont tendance à y être moins efflués que leurs analogues non macrocycliques.

Les évaluations biologiques in vitro et in vivo pour tester les molécules afin d'évaluer leur capacité à potentialiser les effets de l'insuline dans les processus de cicatrisation ont été mises au point. Les macrocycles, les plus prometteurs, seront évalués prochainement.

L’insulin degrading enzyme (IDE) est une métalloprotéase à zinc qui hydrolyse l'insuline et d'autres peptides amyloïdogènes. L'IDE ne se limite pas à son activité protéolytique et agit également comme un partenaire dans les mécanismes de contrôle de la qualité des protéines. Avec ces rôles protéolytiques et non catalytiques, l’IDE est liée à diverses pathologies comme le diabète de type 2 et l'ulcère du pied diabétique, deux pathologies aux besoins médicaux non satisfaits. Afin de démêler les différentes fonctions biologiques d’IDE liées à ses substrats, il est essentiel de développer des modulateurs sélectifs. MACPROMEDIC a pour objectif la conception et la synthèse de nouveaux inhibiteurs macrocycliques sélectifs d'IDE en utilisant la macrocyclisation in situ. Cet outil de criblage permet de découvrir plusieurs macrocycles de nature et de taille distinctes qui s'adaptent à des conformères discrets d’IDE et de fournir sans précédent des ligands pour des applications thérapeutiques.