Rationally designed ruthenium and osmium pseudo-octahedral complexes with original metabolic and antitumor properties

En 2021, les cancers sont toujours une des principales causes de mortalité au niveau mondiale. C'est d'une part, une compréhension croissante des phénomènes biologiques liés au développement des cancers et d'autre part, l'évolution des traitements qui nous ont permis d'obtenir et de constamment accroître les taux de guérison et de rémission pour certains types de cancer (ex. cancers du sein, du poumon, du côlon). Mais malgré une pléthore de traitements antitumoraux et l'évolution de techniques médicales aussi bien curatives que diagnostiques, certains cancers sont toujours des maladies difficiles à traiter et restent associés à des prognostiques très négatifs (ex. cancers du pancréas, du cerveau), dès lors le besoin de nouvelles molécules antitumorales est toujours cruellement nécessaire.Ce travail s'inscrit dans ce contexte de développement de nouveaux complexes métalliques possédant des propriétés anticancéreuses ainsi qu'à leur évaluation biologique et à la compréhension de leur mécanisme d'action. L'intérêt des complexes métalliques comme potentiels agents anti-cancéreux a commencé dans les années 60 par la découverte fortuite de la puissante activité antiproliférative du cisplatine. Cette étape a été déterminante et a orienté plus de cinquante années de recherche. De nos jours, les médicaments à base de platine ont toujours une place importante dans l'arsenal thérapeutique anticancéreux, en effet le cisplatine, le carboplatine et l'oxaliplatine sont administrés chez plus de 50% des patients qui reçoivent une chimiothérapie. Néanmoins l'usage des traitements à base des molécules dérivées de platine soulèvent deux problèmes majeurs ;l'apparition d'effets secondaires sévères due au manque de sélectivité pour les cellules tumorales, ainsi que l'émergence de lignées tumorales résistantes à la suite des traitements à base de dérivés de platine. Ceci explique la raison pour laquelle les chercheurs se sont concentrés sur le développement de nouveaux complexes métalliques à visée anticancéreuse.Le laboratoire de Chimie Pharmaceutique Organique de la faculté de Pharmacie de l'Université Libre de Bruxelles, a acquis au fil des années en expertise dans le développement de complexes de platine possédant de puissante activité antiproliférative. L'intérêt grandissant pour de nouveaux métaux potentiellement anticancéreux a mené notre laboratoire vers une nouvelle thématique de recherche :le développement de complexes métalliques de ruthénium et d'osmium potentiellement anticancéreux. Notre choix s'est arrêté sur ces deux métaux pour deux raisons principales :(1) Ces deux métaux étant consécutifs dans la colonne 8 du tableau période, ils sont censés partager certaines similitudes en termes de réactivité, en raison de la similarité de leurs couchesélectroniques externes. Ceci nous offre donc la possibilité de préparer des composés similaires différant uniquement par la nature du centre métallique (ruthénium ou osmium).(2) De nombreux complexes prometteurs ont été rapportés dans la littérature :trois complexes de ruthénium (KP1019, NKP1339 et NAMI-A) sont entrés en essais cliniques et certains composés d'osmium (azpy-type complexes) sont actuellement intensivement étudiés pour leurs propriétés anticancéreuses liées à des mécanismes catalytiques.Ce travail se veut être un cheminement classique dans le domaine de la chimie médicinale, du design rationnel à la sélection des composés les plus actifs pour une évaluation biologique plus approfondie. Chronologiquement, la première partie de ce travail de thèse a consisté en la synthèse de nouveaux dérivés de ruthénium et d'osmium. Ces composés ont été préparé sur base d'un design rationnel. Nous avons considéré trois approches pour préparer nos complexes :(1) Coupler un groupement biotine (vit B7) afin d'augmenter la sélectivité envers les cellules tumorales qui ont tendance à surexprimer le récepteur à la biotine afin de maintenir leur rapide croissance et division.(2) Coupler un groupement 4-(2-aminoethyl)morpholine afin de favoriser une accumulation toxique intralysosomale avec pour finalité la libération de composés pro-apoptotiques menant à la mort cellulaire.(3) Coupler une chaine alkyl-C16 afin d'augmenter drastiquement la lipophilie des complexes permettant d'augmenter fortement leur accumulation cellulaire et par conséquent leur activité antiproliférative.Parmi ces trois stratégies, l'augmentation de la lipophilie fut la seule à pouvoir confirmer expérimentalement une de nos hypothèses de départ. La suite logique de ce travail fut consacrée à la compréhension des mécanismes d'activation et d'action de ces nouveaux complexes possédant une puissante activité antiproliférative. Les résultats obtenus durant ces six années de thèse furent donc reportés et divisés en deux parties principales dans la section « Results » de la façon suivante :Une première partie est essentiellement consacrée aux complexes de ruthénium et d’osmium couplés à la biotine et la 4-(2-aminoethyl)morpholine n’ayant démontré qu’une très faible activité antiproliférative sur un panel de quatre lignées cancéreuses. Cette partie rapporte la synthèse et la caractérisation de six nouveaux complexes de ruthénium et d’osmium, leur évaluation biologique préliminaire ainsi le recours à une approche computationnelle afin de mettre en évidence la « non-réactivité » de ces complexes.La seconde et majeure partie de ce travail est axée sur une étude en profondeur de nos quatre nouveaux complexes portant une chaine alkyl-C16. Ces complexes possèdent à la une importante composante lipophile et une composante ionique leur conférant un caractère mixte en termes de lipophile et d'hydrophile, c'est pourquoi nous avons décidé de les nommer complexes amphiphiles. L'évaluation biologique préliminaire de cette série de complexes amphiphiles a révélé une puissante activité antiproliférative avec des valeurs d'IC50 inférieures à 1 μM sur un panel de lignées cellulaires humaines cancéreuses, ce qui nous a permis de confirmer notre hypothèse originale. Dans le cadre d'un sujet de recherche de chimie médicinale, la suite logique et par extension la plus grande partie de ce travail, a donc été consacrée en grande partie à comprendre les mécanismes et les voies moléculaires impliquées dans l'activité antitumorale de cette série de complexes amphiphiles. Malgré la très grande quantité de complexes de ruthénium et d'osmium reportés depuis plusieurs décennies, les mécanismes cellulaires responsables de l'activité anticancéreuse restent assez vagues et aucun consensus général n'a pu être établi. Après de nombreuses hypothèses établies rationnellement et réfutées expérimentalement, nous avons pu établir nous avons pu établir un potentiel mécanisme d'action lié au métabolisme mitochondrial. Ceci nous a permis de contribuer à notre échelle, à la recherche de la compréhension des mécanismes d'action antiprolifératif des complexes de ruthénium et d'osmium.Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Pharmacie)info:eu-repo/semantics/nonPublishe

Person recognition: Effects of face and voice learning on access to semantic information from names.

Several studies showed that it is more difficult to retrieve semantic information from recognized voices than from recognized faces. However, earlier studies that investigated the recall of biographical information following person recognition used stimuli that were pre-experimentally familiar to the participants, such as famous people’s voices and faces. The present study was designed in order to allow a stricter control of frequency exposure with both types of stimuli (voices and faces). In the present study, subjects had to associate lexical (i.e., name) and semantic information (i.e., occupation) with faces or voices. When asked later to recall semantic information being cued by the person’s names, participants provided significantly more occupations for the targets that had been previously associated with faces than with voices. These results and their implications for current Interactive Activation and Competition person recognition models are discussed. Finally, the potential role of the relative distinctiveness of voices and faces is also considered

Current patent and clinical status of stimulator of interferon genes (STING) agonists for cancer immunotherapy

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Pharmacological Modulation of the STING Pathway for Cancer Immunotherapy

The advent of immunotherapy in recent years has shown the potential to revolutionize the treatment of cancer. Unleashing antitumor T cell responses via immune checkpoint blockade has led to remarkable responses in previously untreatable tumors. The master regulator of interferon-mediated antiviral responses – stimulator of interferon genes (STING) – has now emerged as a critical mediator of innate immune sensing of cancer, and is a promising target for local immunostimulation, promoting intratumoral inflammation, and facilitating antitumor T cell responses. Pharmacological activation of the STING pathway can lead to T cell-mediated tumor regression in preclinical tumor models, and novel STING activating small molecules are now being tested in clinical trials. Here we will introduce the STING pathway and review the current state of drug development.SCOPUS: re.jinfo:eu-repo/semantics/publishe

A survey of the mechanisms of action of anticancer transition metal complexes

Metal complexes have been the subject of numerous investigations in oncology but, despite the plethora of newly synthesized compounds, their precise mechanisms of action remain generally unknown or, for the best, incompletely determined. The continuous development of efficient and sensitive techniques in analytical chemistry and molecular biology gives scientists new tools to gather information on how metal complexes can be effective toward cancer. This review focuses on recent findings about the anticancer mechanism of action of metal complexes and how the ligands can be used to tune their pharmacological and physicochemical properties.SCOPUS: re.jinfo:eu-repo/semantics/publishe

Design and synthesis of novel ruthenium(ii) and osmium(ii) complexes with potential antitumor activity

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Synthesis, structure and anticancer properties of new biotin- and morpholine-functionalized ruthenium and osmium half-sandwich complexes

peer reviewe

Preliminary biological evaluation of novel ruthenium(II) and osmium(II) complexes with potential antitumor activity

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