Rational design, synthesis, molecular modeling and evaluation of -carboline and 5H-indeno[1,2-c]pyridazin-5-one derivatives as potential MAO and IDO inhibitors : Conception rationnelle, synthèse, modélisation moléculaire et évaluation de dérivés -carbolines et 5H-indéno[1,2-c]pyridazin-5-ones comme inhibiteurs potentiels de la MAO et d’IDO

Monoamine oxidase A (MAO-A) and –B (MAO-B) are attractive targets for a broad range of treatments against pathologies including depression, anxiety disorders, Parkinson’s and Alzheimer’s diseases. Most current MAO inhibitors lead to side effects by a lack of affinity and selectivity towards one of the isoforms. Recently, the crystal structures of hMAO-A and –B in complex with inhibitors opened the way towards the discovery of new, more selective and potent inhibitors. Thus, the main objective of this work, was the design of new, more potent, reversible and selective MAO-A or –B inhibitors derived from β-carboline and 5H-indeno[1,2-c]pyridazin-5-one scaffolds respectively, following a classical strategy including experimental (synthesis and biological evaluation) and theoretical (molecular modeling) approaches. The MAO inhibitory potencies showed that the replacement of the methoxy group of harmine by more lipophilic groups increases the inhibition for MAO-A. Studies on 5H-indeno[1,2-c]pyridazin-5-one scaffold bearing lipophilic groups in the 3 and 8-positions showed that the substitution in the 3-position dramatically influences the MAO-B-inhibiting properties. Furthermore, the involvement through a same metabolic pathway and the similarity in the structural properties of MAO with indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) and lysine specific demethylase 1 (LSD1) respectively, led us to the investigation of the -carboline and 5H-indeno[1,2-c]pyridazin-5-one derivatives as potential IDO and LSD1 inhibitors. However, the two series show no inhibition of those two enzymes and are thus selective of MAO. Finally, starting from the same strategy used for MAO, we are also interested in the synthesis of two new 3-substituted--carboline derivatives with amino groups and directly derived from 3-butyl--carboline, a known IDO inhibitor. Indeed, these two compounds display a positive charge at physiological pH which might establish an additional coulomb interaction with 7-propionate of the heme compared to 3-butyl--carboline. Howerver, first results tend to demonstrate that the introduction of a positive charge abolishes the inhibition of IDO.La monoamine oxydase A (MAO-A) et –B (MAO-B) sont des cibles intéressantes pour une large gamme de thérapies contre des pathologies telles que la dépression, l’anxiété et les maladies de Parkinson et d’Alzheimer. La plupart des inhibiteurs actuels mènent à des effets secondaires par un manque d’affinité et de sélectivité envers une des isoformes. Récemment, les structures cristallographiques de hMAO-A et –B en complexe avec des inhibiteurs ont ouvert le chemin vers la découverte de nouveaux inhibiteurs plus sélectifs et plus puissants. En conséquence, l’objectif principal de ce travail, fut la conception de nouveaux inhibiteurs plus puissants, réversibles et sélectifs de MAO-A ou –B à partir des motifs β-carbolines et 5H-indéno[1,2-c]pyridazin-5-ones respectivement, en suivant une stratégie classique comprenant une approche expérimentale (synthèse et évaluation biologique) et théorique (modélisation moléculaire). Les pouvoirs d’inhibition sur la MAO ont montré que la substitution du groupe méthoxy de l’harmine par des groupes plus lipophiles augmente l’inhibition de MAO-A. Des études sur les 5H-indéno[1,2-c]pyridazin-5-ones substituées à la fois aux positions 3 et 8 par des groupes lipophiles ont montré que la substitution en position 3 influence significativement les propriétés d’inhibition de la MAO-B. De plus, l’implication à travers une même voie métabolique et la similarité dans les propriétés structurales de la MAO avec l’indoléamine 2,3-dioxygénase (IDO) et la lysine spécifique déméthylase 1 (LSD1) respectivement, nous ont amené à l’investigation des -carbolines et 5H-indéno[1,2-c]pyridazin-5-ones comme inhibiteurs potentiels d’IDO et de LSD1. Cependant, les deux series n’inhibent pas ces deux systèmes enzymatiques et sont donc sélectives de MAO. Finalement, en partant de la même stratégie utilisée pour la MAO, nous nous sommes aussi intéressés à la synthèse de deux nouvelles -carbolines substitutées en position 3 par des groupements aminés et directement dérivées du 3-butyl--carboline, un inhibiteur connu d’IDO. Ces deux composés présentent en effet une charge positive à pH physiologique laquelle pourrait établir une interaction coulombienne supplémentaire avec le 7-propionate de l’hème comparé au 3-butyl--carboline. Cependant, les premiers résultats tendent à démontrer que l’introduction d’une charge positive abolit l’inhibition d’IDO.(DOCSC02) -- FUNDP, 201

SYNTHESIS OF BOAT LOCKED GALACTOSIDES AS ENZYME INHIBITORS AND CONFORMATIONAL PROBES

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