Soutenance mémoire
Le VIH, virus du sida
Bref rappel historique
Le VIH, ou Virus de l’Immuno-déficience Humaine, est la cause d’une maladie découverte en 1981, le sida. SIDA est le sigle de Syndrome d’Immuno-Déficience Acquise, il s’agit d’un ensemble de pathologies diverses dues à une défaillance grave du système immunitaire, défaillance dite “acquise” par opposition aux défaillances héréditaires. Ce virus remonterait selon certains biologistes à plus de deux cents ans .
1959 Un marin Anglais meurt d’un sida qui sera identifié en 1988.
1981 Recensement des premiers cas.
1982 La maladie est désignée sous le nom de SIDA. A la fin de l’année, 1573 cas sont recensés dans le monde.
1983 Découverte du rétrovirus, alors baptisé LAV, par l’équipe du Pr. Montagnier à l’Institut Pasteur . A la fin de l’année, l’O.M.S. recense 5077 cas dans le monde.
1987 Mise sur le marché de l’AZT (3’-azido-2’,3’-didésoxythymidine), premier médicament. 96500 cas recensés.
1991 A la fin de l’année, l’O.M.S. recense plus de 418 000 cas, et estime à 1,5 millions le nombre de cas depuis le début de la pandémie.
Phosphonates antiviraux
L’augmentation rapide du nombre de cas a provoqué un grand intérêt de la communauté scientifique pour l’étude de moyens thérapeutiques, notamment pour mettre au point un traitement médicamenteux de la maladie.
Les molécules actives pour une chimiothérapie
Le soin des malades du sida passe évidemment par un traitement des infections opportunistes entraînées par le déficit immunitaire. Pour vaincre l’ensemble de la maladie, il faut cependant s’attaquer au virus lui-même. Une chimiothérapie du sida peut se fonder sur différentes étapes du cycle de réplication du virus .
Inhibiteurs de la liaison à la cellule hôte
La première étape du cycle de réplication du virus est la fixation sur la cellule hôte. Cette liaison se fait par interaction du virus avec un récepteur de la cellule, la glycoprotéine CD4. Pour empêcher cette interaction, la compétition avec des récepteurs CD4 solubles indépendant de la cellule a été essayée. Cette approche, dont les résultats in vitro sont très prometteurs, est moins fructueuse in vivo à cause des effets d’une telle molécule, si importante pour le système immunitaire .
Des molécules polyanioniques, polysulfates ou polycarboxylates, inhibent également in-vitro l’interaction virus-CD4(8). Elles sont cependant mal absorbées par voie orale et doivent être injectées, elles peuvent perturber la coagulation sanguine et leur efficacité dépend beaucoup de la souche virale.
Inhibiteurs de la transcriptase inverse
L’étape faisant intervenir la transcriptase inverse est une decelles qui se prête le mieux à la chimiothérapie. La transcriptase inverse est une enzyme spécifique du virus, qui n’existe normalement pas dans le corps humain. Sa fonction est de synthétiser, à partir de l’ARN viral, de l’ADN proviral qui va s’intégrer au génome cellulaire. Un inhibiteur de cette enzyme empêcherait la réplication du virus. Si cet inhibiteur était totalement spécifique de l’enzyme virale, il serait sans effet sur le fonctionnement des cellules normales de l’organisme et ne serait pas toxique.
Pyrophosphates
L’activité antivirale du pyrophosphate est connue depuis les années 1970. Ce produit inhibe l’ARN polymérase du virus de la grippe. L’étude d’un composé de structure proche, l’acide phosphonoformique (foscarnet), a montré que les analogues de pyrophosphates peuvent être de puissants antiviraux .
Le foscarnet inhibe l’ARN polymérase du virus de la grippe et l’ADN polymérase de du virus de l’herpès. Il a des effets sur de nombreuses enzymes virales et notamment sur les transcriptases inverses de rétrovirus animaux. On a montré qu’il était efficace sur la transcriptase inverse du VIH(13) . Son utilisation en thérapie humaine se heurte à des problèmes de toxicité, car les analogues de pyrophosphates sont intégrés dans la matrice d’hydroxyapathite des os et des dents, ce qui peut être ennuyeux même si on ne connaît pas réellement l’effet d’une telle introduction. L’enjeu que représente la lutte contre le VIH a beaucoup augmenté l’attrait des analogues de pyrophosphates, et de nombreuses variations de structure ont été et sont encore réalisées pour découvrir un inhibiteur non toxique spécifique de ce virus , même si la découverte de l’efficacité des analogues de nucléosides tend à éclipser cette voie.
Analogues de nucléosides et de nucléotides
Les principaux inhibiteurs de la transcriptase inverse sont des didésoxynucléosides (ddN), comme la 3’-azido-2’,3’-didésoxythymidine (AZT de Wellcome), la 2’,3’-didésoxyinosine (ddI de Bristol-Myers Squibb) ou la 2’,3’-didésoxycytidine (ddC de Hoffman-Laroche). Les ddN peuvent empêcher la réplication virale en inhibant la transcriptase inverse par compétition avec les substrats naturels (nucléosides), ou par incorporation dans la chaîne d’ADN proviral. La chaîne ne peut alors être allongée faute de l’hydroxyle en 3’ pour fixer le nucléotide suivant. Ces molécules sont dites alors “terminateurs de chaîne”. Les substrats naturels de la transcriptase inverse étant les mêmes que ceux des polymérases de l’ADN cellulaire, les ddN sont toxiques, bien qu’ils aient plus d’affinité pour l’enzyme du virus que pour celle de l’hôte. De plus, une résistance due à une mutation du virus après une exposition prolongée à ces produits a été mise en évidence(17,18,19) . D’autres analogues de nucléosides sont efficaces contre le VIH : ceux dont le sucre est remplacé par un cycle substitué par des halogènes ou par une chaîne acyclique. Un des plus importants est la 9 phosphonométhoxyéthyl-adénine (PMEA). C’est un inhibiteur compétitif du désoxyadénosyltriphosphate (dATP, précurseur nécessaire à la synthèse d’ADN) en même temps qu’un terminateur de chaîne(20,21) . La grande stabilité de la liaison P-C du phosphonate, par rapport à celle de la liaison P-O du phosphate du substrat naturel ou celle des ddN phosphorylés, rend la PMEA et les autres nucléosides phosphonates inhabituellement stables dans la cellule et leur donne un effet antiviral prolongé qui peut parfois durer plus d’une semaine. Ces produits inhibent cependant, bien que dans une plus faible mesure, les polymérases cellulaires et ne sont pas totalement spécifiques de la transcriptase inverse. La voie que constitue la recherche de structures proches plus efficaces ou plus spécifiques est donc suivie par un grand nombre de chimistes.
|
Table des matières
Introduction
les phosphonates contre le virus du sida
Chap. 1 – Le VIH, virus du sida
Bref rappel historique
Les molécules actives pour une chimiothérapie
Inhibiteurs de la liaison à la cellule hôte
Inhibiteurs de la transcriptase inverse
Pyrophosphates
Analogues de nucléosides et de nucléotides
Autres hors classes
Oligonucléotides anti-sens
Inhibiteurs de la maturation
Chap. 2 – Les phosphonates
Biochimie des phosphonates
Présence dans la nature
Rôle biologique des phosphonates naturels
Utilisation des propriétés biologiques : phosphonates synthétiques
insecticides et gaz de combat
Intérêt pour la lutte contre le VIH
1ère partie : méthylènediphosphonate et phosphonoacétate fonctionnalisés
Chap. 1 – introduction
Les méthylènediphosphonates et les phosphonoacétates considérés comme molécules à méthylène actif
Une base de choix pour lʼutilisation synthétique de ces méthylènes actifs : le fluorure de potassium sur alumine
Activation des réactions par les micro-ondes
Chap. 2 – Préparation du méthylènediphosphonate de tétraéthyle 13
Chap. 3 – Bissulfénylation de méthylène actif
Rappel bibliographique
Préparation des dithioacétals phosphoniques
Chap. 4 – Dithioacétals de cétènes
Rappel bibliographique
Préparation des dithioacétals de cétènes phosphoniques
Utilisation des dithioacétals de cétène en synthèse organique : rappel bibliographique
Substitution nucléophile du groupe méthylthio
Substitution par les amines
Substitution par des alcoolates de sodium
Substitution par des nucléophiles carbonés
Chap. 5 – cyclopropanation
Les cyclopropylphosphonates dans la littérature chimique
Intérêt biologique
Historique des cyclopropanediyldiphosphonates
Application du fluorure de potassium sur alumine
Chap. 6 – Mise au point dʼune nouvelle voie dʼaccès aux α-cétodithioesters
Rappel bibliographique
La méthode que nous avons développée
Essai en série phosphonique
Chap. 7 – Diverses fonctionnalisations
Fonctionnalisation de méthylènediphosphonates par lʼintermédiaire de diazophosphonate
Réaction dʼArbuzov
Annexe à la 1ère partie – Condensation du méthylènediphosphonate
de tétraéthyle sur le benzaldéhyde
Conclusion de la Ière Partie
Perspectives
2ème partie : Analogues de nucléotides
Chap. 1 – Chimie des nucléosides
Différentes méthodes de synthèse
Glycosylation
Procédé “Kœnigs-Knorr” aux sels de métaux lourds
Procédé “Hilbert -Johnson”
Activation par silylation des bases : méthode “silyl-Hilbert -Johnson”
Utilisation de catalyseurs
Emploi de catalyseurs solides
Couplage direct alcool-amine : réaction de Mitsunobu
Synthèse totale
Analogues phosphoniques
Phosphonates de Holy
Phosphonates de Parkin
Phosphonates de Kim
Analogues carbocycliques
Chap. 2 – Nos produits
Divers essais
Synthèse dʼun analogue sulfuré de la PMEA
Préparation de la chaîne
Greffage
Oxydation
Conclusion de la 2éme partie
3ème partie : Activité biologique
Préparation des produits pour les tests
Lʼhydrolyse des phosphonates dʼalkyle
Les différentes méthodes
Lʼapplication à nos molécules
Dithioacétals
Dithioacétals de cétènes
Divers autres phosphonates fonctionnalisés
Analogues de nucléotides
Les tests réalisés
Conclusion
