Conception, synthèse et évaluation de l'activité biologique d'inhibiteurs d'une ectonucléotide pyrophosphatase/phosphodiestérase de type 1 (NPP1)

• Main Author: Forcellini, Elsa
• Other Authors: Paquin, Jean-François
• Format: Doctoral Thesis
• Language: French
• Published: Université Laval 2016
• Subjects: QD 3.5 UL 2016; Nucléotides cycliques phosphodiestérases > Synthèse > Inhibiteurs; Pyrophosphatases; Pyrophosphates; Calcification
• Online Access: http://hdl.handle.net/20.500.11794/27356

La calcification de la valve aortique (CVA) est l’un des plus importants types de maladies cardiovasculaires dans les pays industrialisés. Il s’agit notamment de la condition la plus fréquente de valvulopathie cardiaque aux États-Unis et en Europe de l’Ouest. À ce jour, il n’existe aucun agent thérapeutique pour guérir ou prévenir la progression de la maladie et le remplacement chirurgical de la valve aortique est réalisé uniquement pour les patients ayant atteint un stade sévère de la maladie. Un facteur clé dans le processus de calcification est le pyrophosphate inorganique extracellulaire (PPi) qui agit en tant qu’inhibiteur de calcification. Il est donc nécessaire de maintenir les niveaux de PPi à une certaine concentration pour contrôler les dépôts de calcium dans les tissus afin d’éviter la minéralisation pathologique. Des études récentes, réalisées dans le laboratoire du Dr Patrick Mathieu (Faculté de médecine, U. Laval), ont montré qu’une enzyme régulant les niveaux de PPi était impliquée dans la maladie. En effet, une augmentation de l'expression et de l'activité d'une ectonucléotide pyrophosphatase/phosphodiestérase de type 1 (NPP1) favorise le processus de minéralisation dans la valve aortique. L’inhibition de cette enzyme représente donc un enjeu majeur dans le développement de médicaments, d’où la naissance de mon projet dans le design et la synthèse d’inhibiteurs de NPP1. Dans la présente thèse, une librairie de molécules a été développée. Dans un premier temps, la littérature nous a guidés quant au choix d’une structure phare d’inhibiteur. Par la suite, des modifications structurales de cette dernière appuyées par la modélisation moléculaire et les résultats biologiques ont permis d’établir des relations structure-activité pour l’inhibition de NPP1. Enfin, parmi les nombreux inhibiteurs synthétisés, il sera possible de réaliser une étude in vivo pour l’un des composés afin de mieux évaluer le potentiel thérapeutique de ce dernier. === Calcific aortic valve disease (CAVD) is one of the most important types of cardiovascular diseases in industrialized countries. In particular, CAVD is the most common heart valve disorder in the United States and Western Europe. So far, there are no therapeutic agents available to cure or prevent progression of aortic valve mineralization and valve replacements are performed only when the disease stage is advanced. Extracellular inorganic pyrophosphate (PPi) acting as an inhibitor of calcification is a key factor in the calcification process. Therefore, PPi levels must be maintained at certain concentration which control calcium deposits in tissues in order to avoid pathological mineralization. Recent studies from Mathieu group (Faculty of medicine, U. Laval) have shown that an enzyme which regulates PPi levels was involved in CAVD. Indeed, an increase of the ectonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase 1 (NPP1) enzymatic activity promotes mineralization process in the aortic valve. Therefore, NPP1 inhibition represents a major challenge in drug development, hence the origin of my research project for the design and the synthesis of NPP1 inhibitors. In this thesis, a library of compounds has been developed. First, literature was very helpful for choosing a lead compound. Then, structure diversification of this compound supported by molecular modelling and biological results allowed us to establish a structure-activity relationship for NPP1 inhibition. Among the synthesized inhibitors, it will be possible to realize an in vivo study for one of them in order to evaluate its therapeutic potential.