Stabilized combi-molecules for the treatment of breast cancer

• Main Author: MacPhee, Meaghan
• Other Authors: Bertrand Jean-Claude (Supervisor)
• Format: Others
• Language: en
• Published: McGill University 2009
• Subjects: Health Sciences - Chemotherapy
• Online Access: http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=40846

We recently developed a novel strategy termed “combi-targeting” that seeks to design “combi-molecules” which are able to not only block EGFR but to also damage DNA. Previous studies that sought to stabilize triazene based combi-molecules were based on masking the 1,2,3-triazene chain with a 2-acetoxymethylene group, leading to the synthesis of RB24 and RB107. The half-lives of these two molecules proved to be only about 5 minutes longer than their parent triazenes. The novel series of molecules presented herein were designed containing hydrolysable groups to modulate the kinetics of their degradation,. These include vinyl, acetoxymethyloxyl, and p-nitrophenol carbamates. Kinetic studies determined that the vinyl carbamate ZRL2 was the most stable of the series. However, its vinyl counterpart ZRL1 designed to be cleaved by a basic neighbouring group was the least stable. The half-lives of all of the other molecules were significantly longer than that of RB107. Specifically, ZRL1 had a half-life approximately 20 min longer and ZRS1, ZRL4, ZRL5 40-55 min longer. The molecules were designed to release a fluorescent aminoquinazoline, FD105, upon degradation. This allowed us to observe its intracellular release by fluorescent microscopy. ZRL1 generated the highest level of fluorescence and its more stable counterpart, ZRL2, produced levels that were barely detectable. Studies directed at determining the dual EGFR-DNA targeting abilities of the molecules showed that: (a) all of the compounds were capable of blocking the EGFR tyrosine kinase activity in an isolated enzyme assay and in MDAMB468 cells, (b) all of the molecules, except for the most stable compound ZRL2, were capable of inducing dose-dependent DNA damage, and (c) induction of DNA damage was associated with cell cycle arrest in G2/M. Using a growth inhibition assay, it was determined that all of the molecules could: (a) block the growth of MDAMB468 cells and (b) preferentially inhibit the EGFR transfe === Nous avons récemment mis au point une nouvelle stratégie dénommée “combi-ciblage” : cette stratégie est basée sur des agents appelés “combi-molécules”, capables non seulement de bloquer l’EGFR, mais aussi d’induire des lésions de l’ADN. Des études antérieures réalisées au laboratoire et ayant pour but de masquer la chaîne 1,2,3-triazène de certaines combi-molécules par un groupement 2-acétoxyméthylène afin de les stabiliser ont conduit à l’obtention des composés RB24 et RB107. Ces travaux n’ont toutefois pas permis d’augmenter de manière significative les temps de demi-vie de ces deux molécules, puisqu’ils n’étaient supérieurs que d'environ 5 minutes aux temps de demi-vie des molécules triazéniques initiales. Les nouvelles séries de molécules présentées dans cette thèse contiennent un groupement carbamate hydrolysable permettant d’optimiser leur cinétique de dégradation. D’autres modifications ont été également appliquées, notamment l'ajout de différents groupements tels que des vinyl, acétoxyméthyloxyl, et p-nitrophénol carbamates. Ainsi, les études cinétiques ont montré que le vinyl carbamate ZRL2 est le plus stable de ces séries. En revanche, son homologue vinylique ZRL1, conçu pour être clivé par un groupement basique voisin, s’est avéré être le moins stable avec un temps de demi-vie toutefois supérieur d’environ 20 minutes à celui du RB107. Les temps de demi-vie des autres composés se sont significativement allongés, notamment pour ZRS1, ZRL4, et ZRL5, dont les temps de demi-vie dépassent de 40 à 55 minutes celui du RB107. De plus, ces molécules ont été conçues pour libérer un groupement fluorescent de type aminoquinazoline (FD105) au cours de leur dégradation. Par conséquent, nous pouvons observer leur localisation intracellulaire, de même que leur abondance, par microscopie à fluorescence. Ainsi, ZRL1 génère la plus grande quantité de fluorescence, tandis$