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Targeted protein degradation (TPD), discovered twenty years ago through the PROTAC technology, is rapidly developing thanks to the implication of many scientists from industry and academia. PROTAC chimeras are heterobifunctional molecules able to link simultaneously a protein to be degraded and an E3 ubiquitin ligase. This allows the protein ubiquitination and its degradation by 26S proteasome. PROTACs have evolved from small peptide molecules to small non-peptide and orally available molecules. It was shown that PROTACs are capable to degrade proteins considered as "undruggable" i.e. devoid of well-defined pockets and deep grooves possibly occupied by small molecules. Among these "hard to drug" proteins, several can be degraded by PROTACs: scaffold proteins, BAF complex, transcription factors, Ras family proteins. Two PROTACs are clinically tested for breast (ARV471) and prostate (ARV110) cancers. The protein degradation by proteasome is also induced by other types of molecules: molecular glues, hydrophobic tagging (HyT), HaloPROTACs and homo-PROTACs. Other cellular constituents are eligible to induced degradation: RNA-PROTACs for RNA binding proteins and RIBOTACs for degradation of RNA itself (SARS-CoV-2 RNA). TPD has recently moved beyond the proteasome with LYTACs (lysosome targeting chimeras) and MADTACs (macroautophagy degradation targeting chimeras). Several techniques such as screening platforms together with mathematical modeling and computational design are now used to improve the discovery of new efficient PROTACs.Dégradation induite des protéines par des molécules PROTAC et stratégies apparentées : développements à visée thérapeutique.Alors que, pour la plupart, les médicaments actuels sont de petites molécules inhibant l’action d’une protéine en bloquant un site d’interaction, la dégradation ciblée des protéines, découverte il y a une vingtaine d’années via les petites molécules PROTAC, connaît aujourd’hui un très grand développement, aussi bien au niveau universitaire qu’industriel. Cette dégradation ciblée permet de contrôler la concentration intracellulaire d’une protéine spécifique comme peuvent le faire les techniques basées sur les acides nucléiques (oligonucléotides antisens, ARNsi, CRISPR-Cas9). Les molécules PROTAC sont des chimères hétéro-bifonctionnelles capables de lier simultanément une protéine spécifique devant être dégradée et une E3 ubiquitine ligase. Les PROTAC sont donc capables de provoquer l’ubiquitinylation de la protéine ciblée et sa dégradation par le protéasome 26S. De nature peptidique, puis non peptidique, les PROTAC sont maintenant administrables par voie orale. Ce détournement du système ubiquitine protéasome permet aux molécules PROTAC d’élargir considérablement le champ des applications thérapeutiques puisque l’élimination de protéines dépourvues de poches ou de crevasses bien définies, dites difficiles à cibler, devient possible. Cette technologie versatile a conduit à la dégradation d’une grande variété de protéines comme des facteurs de transcription, des sérine/thréonine/tyrosine kinases, des protéines de structure, des protéines cytosoliques, des lecteurs épigénétiques. Certaines ligases telles que VHL, MDM2, cereblon et IAP sont couramment utilisées pour être recrutées par les PROTAC. Actuellement, le nombre de ligases pouvant être utilisées ainsi que la nature des protéines dégradées sont en constante augmentation. Deux PROTAC sont en étude clinique pour les cancers du sein (ARV471) et de la prostate (ARV110). La dégradation spécifique d’une protéine par le protéasome peut aussi être induite par d’autres types de molécules synthétiques : colles moléculaires, marqueurs hydrophobes, HaloPROTAC, homo-PROTAC. D’autres constituants cellulaires sont aussi éligibles à une dégradation induite : ARN-PROTAC pour les protéines se liant à l’ARN et RIBOTAC pour la dégradation de l’ARN lui-même comme celui du SARS-CoV-2. Des dégradations induites en dehors du protéasome sont aussi connues : LYTAC, pour des chimères détournant la dégradation de protéines extracellulaires vers les lysosomes, et MADTAC, pour des chimères détournant la dégradation par macroautophagie. Plusieurs techniques, en particulier des plates-formes de criblage, la modélisation mathématique et la conception computationnelle sont utilisées pour le développement de nouveaux PROTAC efficaces.

Malaria today is one of the wide spread infectious diseases in the world. In 2018, 405 000 malaria deaths have been reported. RTS, S/A01 the only vaccine tested on a large scale does not fulfil its promises with a lack of efficiency. Plasmodium falciparum (Pf), the deadliest agent of malaria, has developed resistances to almost all chemotherapeutics. It is necessary to understand the biology of this parasite in order to develop new drugs. In Pf, extensive research has now been started to study the Pf kinome and to examine whether targeting kinases could represent an effective mean for the treatment of the infection, the study of its phosphatome is still under-investigated. Amino acid sequence comparative analyses of Plasmodium berghei (Pb), a rodent malaria species, revealed that 6 are Plasmodium specific. Among these phosphatases, the metalloprotein phosphatase 9 (PPM9), a Plasmodium specific serine/threonine phosphatase, was also suggested to be essential for blood stage parasites development. Besides in a high-throughput saturation mutagenesis method in Pf, PPM9 gene was also identified essential. The present project is focused on the molecular and functional characterization of the PPM9 and on the validation of this specific phosphatase as a new potential target for malaria. The gene has been cloned, annotated and expressed as a recombinant protein and its phosphatase function has been characterized. The enzymatic activity of PfPPM9 recombinant protein has been standardised using a malachite green phosphate assay kit and this activity is manganese dependant. Functional characterization was explored by conditional gene knock-out studies as well as by generating knock-in parasite lines to follow their trafficking during the parasite lifecycle (in Pf and Pb). PfPPM9 seems to be mainly localised in the parasite cytoplasm and could be exported in the cytoplasm of red blood cell. Among these studies, we employ CRISPR-Cas9 in Pf to facilitate use of the dimerisable Cre-recombinase (diCre) that is used to mediate the excision and loss of loxP-flanked DNA sequences in a rapamycin-controlled manner. Finally, we solved in silico the 3D structure of PfPPM9 by homology modelling and identified a new set of potential specific inhibitors. We screened in silico ZINC15 database and ICPAL base on the 3D structure. We have tested around 80 compounds for their anti-plasmodial in vitro activity. We have highlighted 3 hits: M19, M51 and M74. M19 has a half maximal inhibitory concentration (IC50) of 3,87 μM +/- 0,25 and a unique scaffold as antimalarial compound. Besides, via NMR studies (Waterlogsy and CPMG), we have shown a specific interaction between these hits and PfPPM9. As a perspective, PPM9 interactome will be carried out to determine its target/partner proteins in the parasite. In conclusion, this study will lead to a deeper understanding of the role of PPM9 in the parasite development and the discovery of new antimalarial compounds.; Le paludisme est l’une des maladies infectieuses les plus répandues à travers le monde. En 2018, cette parasitose fut responsable de 405 000 morts. RTS, S/A01, le seul vaccin testé à grande échelle, ne remplit pas à ce jour tous les critères d’efficacité exigés. Plasmodium falciparum (Pf), l’espèce responsable de la plus forte mortalité, a développé des résistances contre quasi tout l’arsenal thérapeutique. Il est crucial d’approfondir nos connaissances sur la biologie de ce parasite, en vue de découvrir de nouveaux médicaments. Chez Pf, de nombreuses études ont montré que les kinases et les phosphatases jouent un rôle crucial pour la survie du parasite. L’étude du kinome a permis de mettre en lumière que cibler les kinases pouvait représenter une stratégie intéressante dans le traitement de la maladie. Toutefois, les phosphatases de Pf restent peu étudiées. Des analyses comparatives des séquences en acides aminés, réalisées chez P. berghei (Pb), espèce spécifique des rongeurs, ont révélé que 6 d’entre elles sont spécifiques du genre Plasmodium. Parmi ces phosphatases, la métallophosphatase 9 (PPM9) une sérine thréonine phosphatase spécifique de Plasmodium, semble être essentielle dans le développement des stades érythrocytaires du parasite. Le gène a également été identifié comme étant essentiel chez Pf, grâce à une méthode de mutagénèse saturante à haut débit. Notre projet a pour objectif la caractérisation moléculaire et fonctionnelle de PPM9 et la validation de cette phosphatase spécifique de Plasmodium, en tant que nouvelle cible potentielle pour le paludisme. Le gène a été cloné, annoté, exprimé sous forme de protéine recombinante et sa fonction phosphatase caractérisée. L’activité enzymatique de PfPPM9 recombinante a été standardisée au sein du test au Malachite Green et nous avons montré qu’elle était dépendante de l’ion manganèse. La caractérisation fonctionnelle, a été explorée via la construction de lignées knock-out conditionnelles mais également des lignées parasitaires knock-in pour suivre leur trafic tout au long du cycle de vie (chez Pf et Pb). Nous avons en effet montré une localisation principalement cytoplasmique de PPM9 et suggéré un export possible dans le cytoplasme de l’hématie. Par ailleurs, parmi ces études de génétique inverse, nous avons notamment employé la technologie CRISPR-Cas9 facilitant l’utilisation de la Cre recombinase dimérisable (diCre) qui permet d’exciser une séquence d’ADN flanquée par des sites loxP, après activation de la rapamycine. Enfin, nous avons déterminé une structure 3D putative de PfPPM9 par homologie comparative afin d’identifier in silico des inhibiteurs spécifiques de son site actif. Un criblage virtuel a ainsi été réalisé avec la database ZINC15 et celle de L’ICPAL sur notre structure 3D. Environ 80 composés ont été testés pour leur activité antipaludique in vitro. Trois hits ont été mis en évidence : M19, M51 et M74. M19 possède une concentration inhibant 50% de la croissance parasitaire (CI50) de 3,87 μM +/- 0,25 et une structure originale jamais encore décrite comme composé antipaludique. De plus, via des études en RMN (Waterlogsy et CPMG), nous avons montré une interaction spécifique de ces hits avec PfPPM9. En perspective, l’intéractome de PPM9 devrait permettre de déterminer ses partenaires/cibles protéiques chez le parasite. En conclusion, ce projet nous conduira à une meilleure compréhension du rôle de PPM9 dans le développement du parasite et la découverte de nouvelles molécules antipaludiques.

A therapeutic target can be defined as the biochemical entity by which a drug exerts its beneficial effects. Historically, most drugs have been used without a precise knowledge of their mechanism of action. The rational drug design for a predefined target has been progressively implemented during the second half of the 20th century. Recent advances in genomics have accelerated the discovery of several targets involved in many pathologies. During the recent period, there has also been a diversification of the types of targets used in therapy. Generally, the proteins modulated by drugs belonged mainly to the families of membrane receptors (receptors coupled to G proteins, ion channels, etc.), nuclear receptors or enzymes. Technological advances in the field of therapeutic antibodies and biotechnologies enabled curative agents to reach previously undruggable targets. In this article, we review these trends and illustrate them by various examples, notably in the field of anticancer drugs, lipid-lowering drugs, gene therapy or antisense therapy.Une cible thérapeutique est l’entité biochimique grâce à laquelle les substances actives des médicaments exercent leurs effets bénéfiques. Historiquement, la plupart des médicaments ont été utilisés sans que l’on connaisse leur mécanisme d’action. La conception rationnelle de thérapies créées pour agir spécifiquement sur une cible définie à l’avance s’est développée au cours de la seconde moitié du XXème siècle. Les progrès de la génomique ont accéléré la découverte de plusieurs cibles impliquées dans de nombreuses pathologies. Au cours de la période récente, on constate également une diversification de la nature des cibles sur lesquelles agissent les médicaments. Généralement, les protéines contre lesquelles était dirigé l’arsenal thérapeutique appartenaient majoritairement aux familles des récepteurs membranaires (récepteurs couplés aux protéines G, canaux ioniques,…), des récepteurs nucléaires ou bien des enzymes. Les avancées technologiques dans le domaine des anticorps thérapeutiques et des biotechnologies permettent, à présent, de diriger des agents thérapeutiques vers des macromolécules jugées inutilisables auparavant. Dans cet article, nous passons en revue ces tendances illustrées par différents exemples, dans le domaine, notamment, des anticancéreux, des hypolipidémiants, de la thérapie génique ou antisens.

Therapeutic antibodies generation has to be faster with less development costs. This requires combination of in silico predictions associated with cutting edge screening and characterization technologies. Here, non-exhaustive examples illustrate this simultaneity need.Exemples d’études de développabilité apportant un éclairage à la prise de décision.De nos jours, la génération d’anticorps thérapeutiques doit être plus rapide avec des coûts de développement moins importants. Pour cela, des prédictions in silico sont associées à des technologies de criblage et de caractérisation de pointe. Les exemples choisis ici sont non-exhaustifs mais illustrent ce besoin de travailler en parallèle.

Chez tous les organismes vivants, les systèmes de sécrétion permettent le passage des macromolécules au travers des membranes cellulaires. Les bactéries à Gram-négatifs utilisent les systèmes de sécrétion de type IV (T4SS) pour réaliser une variété de processus impliqués dans les transports macromoléculaires incluant l’échange de matériel génétique. Le plasmide pKM101 code pour un T4SS similaire aux systèmes modèles bien étudiés provenant d’Agrobacterium tumefaciens et de Brucella suis. Dans le chapitre 2, nous avons étudié la structure et la fonction de TraE, un homologue de VirB8 provenant du pKM101, qui est un composant essentiel de tous les T4SSs et qui forme des dimères fonctionnels dans le noyau des T4SSs. Une analyse par cristallographie aux rayons X a révélé une structure similaire aux autres homologues de VirB8, mais possédant une interface de dimérisation modifiée. Cette interface de dimérisation a été corroborée en réalisant des essais de double hybride chez la bactérie, une caractérisation biochimique de la protéine purifiée et des essais de complémentation in vivo, démontrant qu’il existe différents modes de dimérisation parmi les homologues des protéines VirB8. De plus, l’analyse des interactions par BTH et des essais de réticulations ont montré que TraE et ses homologues provenant d’Agrobacterium, de Brucella et d’H. pylori forment des hétérodimères. Ils interagissent également avec des protéines VirB10 hétérologues, indiquant un certain degré de plasticité au niveau des interactions protéine- protéine pour les protéines de type VirB8 (VirB8-like). Enfin, pour évaluer d’avantage les caractéristiques communes des protéines de type VirB8, nous avons testé une série de petites molécules dérivées d’inhibiteurs de la dimérisation de VirB8 provenant de Brucella. Pour cela, nous avons prouvé que ces molécules se lient à TraE de manière in vitro, que par une prédiction in silico par arrimage moléculaire, qu’elles se lient à une surface structuralement conservée chez les protéines de type VirB8 et que certaines de ces molécules inhibent in vivo le transfert du pKM101. Pour conclure à propos de ce chapitre, nous pouvons dire que les protéines de type VirB8 partagent ainsi des sites fonctionnellement importants et cette caractéristique pourra être exploitée pour la conception d’inhibiteurs spécifiques de la fonction des T4SSs. L’augmentation de la fréquence de la résistance aux antimicrobiens est un problème d’importance mondiale. Le transfert plasmidique, réalisé par la fonction de conjugaison de i certains T4SSs, est un contributeur majeur au niveau du transfert des gènes de résistance aux antimicrobiens. Dans le chapitre 3, nous avons présenté une stratégie basée sur l’analyse structurale pour identifier des inhibiteurs de la conjugaison bactérienne réalisée par les T4SSs. Pour cela, nous avons tout d’abord criblé une banque de fragments, par la technique de la fluorimétrie différentielle à balayage, et identifié des molécules qui se lient à la protéine TraE. La co-cristallisation a révélé que des fragments se lient à deux sites alternatifs dont l’un d’entre eux est un nouveau site de liaison qui n’avait jamais été mis en évidence pour les autres protéines de type VirB8. Basé sur les informations structurales obtenues par cristallographie aux rayons X, nous avons conçu de nouvelles molécules qui ont une affinité de liaison améliorée. De plus, il a été montré que ces nouvelles molécules se lient au niveau des deux sites d’inhibition de TraE, inhibent de manière in vitro la dimérisation de TraE et aussi de manière in vivo le transfert par conjugaison du pKM101. Pour conclure, la stratégie présentée dans ce chapitre est généralement applicable pour la conception d’inhibiteurs de transfert des gènes de résistance aux antimicrobiens et de la virulence bactérienne. À ce jour, très peu d’informations sont disponibles sur les composants du T4SS liés à la membrane. Dans le chapitre 4, nous avons montré que TraE, dans sa forme entière, forme un complexe de masse moléculaire élevée distinct de la partie périplasmique de la protéine précédemment caractérisée. Ensuite, par la combinaison de la microscopie électronique et de la diffraction des rayons X aux petits angles nous avons démontré que TraE dans sa forme entière s’assemble en un complexe hexamérique avec un pore central. Nous avons également prouvé, que TraE peut se lier à TraD, qui est une protéine homologue à VirB6 provenant du pKM101, par des techniques de réticulation, de chromatographie d’exclusion stérique et de la microscopie électronique. Pour conclure, nos résultats suggèrent que TraE et TraD forment un pore au niveau du cœur central des T4SSs contribuant à la translocation du substrat. Cette étude, qui combine plusieurs disciplines, incluant de la biochimie, de la biologie structurale ainsi que de la chimie biologique, souligne l’intérêt et l’importance d’une approche multidisciplinaire., In all organisms, secretion systems mediate the passage of macromolecules across cellular membranes. Gram-negative bacteria use type IV secretion systems (T4SS) for a variety of macromolecular transport processes that include the exchange of genetic material. The pKM101 plasmid encodes a T4SS similar to the well-studied model systems from Agrobacterium tumefaciens and Brucella suis. In chapter 2, we studied the structure and function of TraE, a homolog of VirB8 from pKM101, that is an essential core component of all T4SS. Analysis by X-ray crystallography revealed a structure that is similar to other VirB8 homologs, but displayed an altered dimerization interface. The dimerization interface observed in the X-ray structure was corroborated using the bacterial two-hybrid assay, biochemical characterization of the purified protein and in vivo complementation, demonstrating that there are different modes of dimerization among VirB8 homologs. Analysis of interactions using the BTH and crosslinking assays showed that TraE and its homologs from Agrobacterium, Brucella and H. pylori form heterodimers. They also interact with heterologous VirB10 proteins, indicating a significant degree of plasticity of the protein-protein interactions of VirB8-like proteins. To further assess common features of VirB8-like proteins, we tested a series of small molecules derived from inhibitors of Brucella VirB8 dimerization. These molecules bound to TraE in vitro, in silico docking predicted that they bind to a structurally conserved surface groove of the protein and some of them inhibited pKM101 plasmid transfer. VirB8-like proteins thus share functionally important sites and these can be exploited for the design of specific inhibitors of T4SS function. The increasing prevalence of antimicrobial resistance is a problem of global importance. Novel strategies are urgently needed to understand and inhibit antimicrobial resistance gene transmission that is mechanistically related to bacterial virulence functions. The conjugative transfer of plasmids by T4SSs is a major contributor to antimicrobial resistance gene transfer. In chapter 3, we present a structure-based strategy to identify inhibitors of T4SS-mediated bacterial conjugation. Using differential scanning fluorimetry we screened a fragment library and identified molecules that bind the essential TraE protein of the plasmid pKM101 conjugation machinery. Co-crystallization revealed that fragments bind two alternative sites of iii the protein and one of them is a novel inhibitor binding site. Based on the structural information on fragment binding we designed novel small molecules that have improved binding affinity. These molecules inhibit the dimerization of TraE, bind to both inhibitor binding sites on TraE and inhibit the conjugative transfer of plasmid pKM101. The strategy presented here is generally applicable for the structure-based design of inhibitors of antimicrobial resistance gene transfer and of bacterial virulence. X-ray crystallographic and electron microscopic analyses have increasingly provided structural information on individual T4SS components and on the entire complex. But as of now, relatively little information has been available on the membrane-bound T4SS components. The overproduction and purification of membrane proteins is intrinsically difficult making their analysis challenging. In chapter 4, we show that the membrane-bound full-length version of the VirB8 homolog TraE from the plasmid pKM101 secretion system forms a high molecular mass complex that is distinct from the previously characterized periplasmic portion of the protein. Full-length TraE was extracted from the membranes with detergents and analysis by size- exclusion chromatography, crosslinking and the combination of SEC with multi-angle light scattering show that it forms a high molecular mass complex. Electron microscopy and small- angle X-ray scattering analysis demonstrate that full-length TraE assembles into a hexameric complex with a central pore. We also show by crosslinking, SEC and electron microscopy that TraE binds to the TraD protein. Our results suggest that TraE and TraD form a pore at the core of the secretion system contributing to substrate translocation. This study, which combined several disciplines, including biochemistry, structural biology and chemical biology, underscores the interest and significance of a multidisciplinary approach.

Polyelectrolytes are water-soluble charged polymers that are ubiquitous in life science and capable of interacting with many cellular constituents. Their use in clinical trials is currently limited by a lack of reliable data on the relationships linking their structures to bioproperties. This project is part of a larger program aimed at obtaining a library of well-characterized multifunctionalized polyelectrolytes for the screening of bioproperties. In this framework, we aimed at synthesizing macromolecular chains containing malonic units C(COOH)2 located at various positions alongside the polymer backbone. These units can be used as starting points to introduce several other functional groups using many reactions from organic chemistry, leading to a great number of structures from a common skeleton, including copolymers. This thesis is schematically divided into four parts: (a) a bibliographical presentation of the relationships existing between structures and properties for multifunctional polymers, followed by a more specific analysis on the importance of carboxylic esters positioning alongside a carbon chain backbone, (b) a description of experimental efforts aimed at obtaining poly(trimethylene-1,1-dicarboxylate)s, key intermediates in the synthesis of a large family of polymers described in the next chapters, (c) a depiction of the hydrolysis of the above precursor, yielding poly(trimethylene-1,1-dicarboxylic acid), as well as of the properties and reactivity of this polyacid, (d) a detailed report on the synthesis of poly(trimethylenecarboxylic acid) via the quantitative decarboxylation of the above polyacid, as well as of the properties and reactivity of this polyacid. A special focus is made in the last two sections on the scope and limitations of various post-functionalizing procedures when attempting to obtain a large library of functional polymers from polycarboxylic precursors, Les polyélectrolytes sont des polymères chargés, solubles dans l'eau, omniprésents dans les nature et capables d’interagir avec de nombreux composants cellulaires. Leur utilisation dans des essais cliniques est actuellement limitée par le manque de données fiables sur les relations entre leurs structures et leurs biopropriétés. Ce projet s'inscrit dans un programme plus vaste visant à obtenir une bibliothèque de polyélectrolytes multifonctionnalisés bien caractérisés pour le criblage de biopropriétés. Dans ce cadre, nous avons cherché à synthétiser des chaînes macromoléculaires contenant des unités maloniques C(COOH)2 situées à différentes positions le long du squelette du polymère. Ces unités peuvent être utilisées comme points de départ pour introduire plusieurs autres groupes fonctionnels en utilisant de nombreuses réactions de la chimie organique, conduisant à un grand nombre de structures à partir d'un squelette commun, y compris des copolymères. Cette thèse est schématiquement divisée en quatre parties : (a) une présentation bibliographique des relations existant entre structures et propriétés pour des polymères multifonctionnalisés, suivie d'une analyse plus spécifique de l'importance du positionnement d’esters carboxyliques le long d’une chaîne carbonée, (b) une description des efforts expérimentaux menés pour obtenir les poly(triméthylène-1,1-dicarboxylate)s, des intermédiaires clés dans la synthèse des polymères décrits dans les chapitres suivants, (c) une description de l'hydrolyse du précurseur ci-dessus, donnant l'acide poly(triméthylène-1,1-dicarboxylique), ainsi que des propriétés et de la réactivité de ce polyacide, (d) un rapport détaillé sur la synthèse de l’acide poly(triméthylène carboxylique) par décarboxylation quantitative du polyacide ci-dessus, ainsi que sur les propriétés et réactivité de ce polyacide. Dans les deux dernières sections, un accent particulier est mis sur la portée et les limites de diverses procédures de post-fonctionnalisation lorsque l'on tente d'obtenir une bibliothèque de polymères fonctionnels à partir de précurseurs polycarboxyliques

Polyelectrolytes are water-soluble charged polymers that are ubiquitous in life science and capable of interacting with many cellular constituents. Their use in clinical trials is currently limited by a lack of reliable data on the relationships linking their structures to bioproperties. This project is part of a larger program aimed at obtaining a library of well-characterized multifunctionalized polyelectrolytes for the screening of bioproperties. In this framework, we aimed at synthesizing macromolecular chains containing malonic units C(COOH)2 located at various positions alongside the polymer backbone. These units can be used as starting points to introduce several other functional groups using many reactions from organic chemistry, leading to a great number of structures from a common skeleton, including copolymers. This thesis is schematically divided into four parts: (a) a bibliographical presentation of the relationships existing between structures and properties for multifunctional polymers, followed by a more specific analysis on the importance of carboxylic esters positioning alongside a carbon chain backbone, (b) a description of experimental efforts aimed at obtaining poly(trimethylene-1,1-dicarboxylate)s, key intermediates in the synthesis of a large family of polymers described in the next chapters, (c) a depiction of the hydrolysis of the above precursor, yielding poly(trimethylene-1,1-dicarboxylic acid), as well as of the properties and reactivity of this polyacid, (d) a detailed report on the synthesis of poly(trimethylenecarboxylic acid) via the quantitative decarboxylation of the above polyacid, as well as of the properties and reactivity of this polyacid. A special focus is made in the last two sections on the scope and limitations of various post-functionalizing procedures when attempting to obtain a large library of functional polymers from polycarboxylic precursors, Les polyélectrolytes sont des polymères chargés, solubles dans l'eau, omniprésents dans les nature et capables d’interagir avec de nombreux composants cellulaires. Leur utilisation dans des essais cliniques est actuellement limitée par le manque de données fiables sur les relations entre leurs structures et leurs biopropriétés. Ce projet s'inscrit dans un programme plus vaste visant à obtenir une bibliothèque de polyélectrolytes multifonctionnalisés bien caractérisés pour le criblage de biopropriétés. Dans ce cadre, nous avons cherché à synthétiser des chaînes macromoléculaires contenant des unités maloniques C(COOH)2 situées à différentes positions le long du squelette du polymère. Ces unités peuvent être utilisées comme points de départ pour introduire plusieurs autres groupes fonctionnels en utilisant de nombreuses réactions de la chimie organique, conduisant à un grand nombre de structures à partir d'un squelette commun, y compris des copolymères. Cette thèse est schématiquement divisée en quatre parties : (a) une présentation bibliographique des relations existant entre structures et propriétés pour des polymères multifonctionnalisés, suivie d'une analyse plus spécifique de l'importance du positionnement d’esters carboxyliques le long d’une chaîne carbonée, (b) une description des efforts expérimentaux menés pour obtenir les poly(triméthylène-1,1-dicarboxylate)s, des intermédiaires clés dans la synthèse des polymères décrits dans les chapitres suivants, (c) une description de l'hydrolyse du précurseur ci-dessus, donnant l'acide poly(triméthylène-1,1-dicarboxylique), ainsi que des propriétés et de la réactivité de ce polyacide, (d) un rapport détaillé sur la synthèse de l’acide poly(triméthylène carboxylique) par décarboxylation quantitative du polyacide ci-dessus, ainsi que sur les propriétés et réactivité de ce polyacide. Dans les deux dernières sections, un accent particulier est mis sur la portée et les limites de diverses procédures de post-fonctionnalisation lorsque l'on tente d'obtenir une bibliothèque de polymères fonctionnels à partir de précurseurs polycarboxyliques

The mite Varroa destructor is one of the main contributors to the collapse of honey bee colonies Apis mellifera. The therapeutic arsenal available against this ubiquitous parasite appears insufficient to date. In this thesis, the drug design approach, generally used in human health, was applied to the development of new varroacide veterinary drugs.The works of this thesis focused on two nervous system targets: acetylcholinesterase and octopamine receptors. These two targets have already shown their varroacide interest, especially through drugs containing coumaphos or amitraz. Regarding acetylcholinesterase, a screening made on the 3D model of the enzyme, built by sequence homology, allowed to identify two compounds from the CERMN compound library. We also explored the varroacide potential of carbamate acaricides, demonstrating the interest of pirimicarb as a varroacide. Regarding octopamine, the study of four derivatives of amitraz has shown the interest of one of them. Structural similarity screening with this derivative highlighted one hit from the CERMN compound library. All molecules pointed out by these thesis works show good results during in vitro or in vivo tests. However, to minimize the risk to honey bees and maximize their anti-varroa efficiency, these leads need to be optimized before being added to the arsenal of varroacide drugs., L’acarien Varroa destructor est l’un des principaux responsables de l’effondrement des colonies d’abeilles domestique Apis mellifera. L’arsenal thérapeutique disponible pour lutter contre ce parasite ubiquiste apparait insuffisant à ce jour. Dans le cadre de cette thèse, la démarche de drug design, généralement utilisée en santé humaine, a été appliquée pour le développement de nouveaux médicaments vétérinaire à usage varroacide. Les travaux de cette thèse se sont focalisés sur deux cibles du système nerveux : l’acétylcholinestérase et les récepteurs à l’octopamine. Ces deux cibles ont déjà montré leur intérêt varroacide, notamment au travers des médicaments contenant du coumaphos ou de l’amitraze. Concernant l’acétylcholinestérase, un criblage fait avec le modèle 3D de l’enzyme, construit par homologie de séquences, a permis d’identifier deux composés de la chimiothèque du CERMN. Nous avons également exploré le potentiel varroacide d’acaricides de la famille des carbamates, démontrant l’intérêt du pirimicarbe comme varroacide. Concernant l’octopamine, l’étude de quatre dérivés de l’amitraze a montré l’intérêt de l’un d’entre eux. Un criblage par similarité de structure avec ce dérivé a mis en exergue une molécule issue de la chimiothèque du CERMN. Toutes les molécules pointées par ces travaux de thèse montrent de bons résultats lors de tests in vitro ou in vivo. Toutefois, afin de minimiser le risque pour l’abeille et maximiser l’efficacité anti-varroa, ces leads doivent être optimisés avant d’être ajouté à l’arsenal des médicaments varroacides.

Ifosfamide (IFO) and cyclophosphamide (CPM) are oxazaphosphorines, prodrugs requiring bioactivation to be active. Regarding IFO, its biotransformation leads to a low release of the active hydroxylated compound with associated toxic side effects. Preactivated IFO analogs with saturated or unsaturated C1-C30 chains have been developed to circumvent these toxicities related to the toxicogenic pathway of metabolism. As part of IFO's pharmaco-modulation strategy, the cytotoxic evaluation of these compounds, synthesized by engraftment of poly-isoprenyloxy chains, was carried out in vitro on human cancer cell lines. In vivo study of the lead shows the better pharmacokinetic profile of Geranyloxy-IFO compared to IFO. These analogs were then vectorized as nanosystems, either by self-assembly or by lipidic encapsulation leading to 1st generation nanosystems. They are still under investigation in order to bring specificity by passive or active targeting.Furthermore, CPM is known for having an activity on the immune system at low dose. Due to the structural proximity of IFO and CPM, we fulfilled studies to highlight the effect of IFO on the immune system at low dose in comparison to the immunomodulatory dose of CPM.The combination of these two strategies (preactivation & immunomodulatory effect) could lead to the development of novel derivatives showing an antitumor synergy of the antiproliferative and immunomodulatory effects of these oxazaphosphorines.; L’ifosfamide (IFO) et le cyclophosphamide (CPM) sont des oxazaphosphorines, prodrogues nécessitant une bioactivation pour être actif. Dans le cas de l’IFO, sa biotransformation conduit à une faible libération du composé hydroxylé actif accompagnée d’effets secondaires toxiques. Des analogues préactivés de l’IFO avec des chaines C1-C30 saturées ou non ont été développés, afin de contourner ces toxicités liées à la voie toxicogène du métabolisme. Dans le cadre de la stratégie de pharmacomodulation de l’IFO, l’évaluation cytotoxique de ces composés synthétisés a été réalisée in vitro sur des lignées cellulaires cancéreuses humaines. Une étude in vivo du Géranyloxy-IFO, un candidat potentiel, a démontré un meilleur profil pharmacocinétique pour le G-IFO comparativement à l’IFO. Ces analogues ont ensuite été vectorisés sous forme de nano-systèmes, soit par auto-assemblage ou par encapsulation lipidique constituant des vecteurs de 1ère génération. Ceux-ci continuent d’être développés afin de leur conférer une spécificité par ciblage passif ou actif.Par ailleurs, le CPM est connu pour son activité sur le système immunitaire à faible dose. Au vue de la proximité structurale entre l’IFO et el CPM, nous avons étudié l’effet immunomodulateur de l’IFO à faibles doses, en comparaison à la dose immunomodulatrice du CPM.La combinaison de ces deux stratégies (préactivation & effet immunomodulateur) pourrait conduire au développement de nouveaux dérivés démontrant une synergie antitumorale des effets antiprolifératif et immunomodulateur de ces oxazaphosphorines.

Zika virus has recently emerged as new teratogenic agent. Research is drastically increasing to allow a better comprehension of the role of this emerging virus in the induction of fetal cerebral anomalies. Several epidemiological and microbiological aspects may explain a higher virulence of the current strain. Various animal models have been developed and confirm the materno-fetal transmission as well as the induction of cerebral development's disorders. In parallel, various companies are working to develop a vaccine and antiviral medicine against Zika virus. Despite promising results, the road remains long until a vaccine or antiviral medicines are available.Le virus Zika est récemment apparu comme un nouvel agent tératogène. La recherche s’accélère dans le but de mieux comprendre le rôle de ce virus émergent dans la formation de malformations cérébrales chez le fœtus. Plusieurs aspects épidémiologiques et microbiologiques contribuent à la nouvelle virulence observée chez la souche épidémique actuelle. Divers modèles d’infection chez la souris et les primates ont été développés confirmant la transmission transplacentaire du virus et l’induction de troubles du développement cérébral. En parallèle, plusieurs compagnies travaillent au développement d’un vaccin et d’antiviraux contre le virus Zika. Malgré des résultats prometteurs, la route est encore longue avant la mise sur le marché de vaccins ou d’antiviraux pouvant être administrés à la femme enceinte.

The assessment of hemorragic risk related to therapeutic anticoagulation is made difficult because of the variety of existing drugs, the heterogeneity of treatment strategies and their duration. Six prognostic scores have been analyzed. For three of them, external validations have revealed a marked decrease in the discrimination power. One British study, Qbleed, based on the data of more than 1 million of ambulatory patients, has repeatedly satisfied quality criteria. Two scores have also studied the bleeding risk during hospital admission for acute medical disease. The development of new and effective anticoagulants with fewer side-effects is more likely to solve this problem than the production of new clinical scores.L’évaluation du risque hémorragique sur anticoagulation thérapeutique en cas de maladie veineuse tromboembolique est difficile en raison de la variété des médicaments disponibles, de l’hétérogénéité des indications au traitement et à sa durée. Six scores pronostiques sont analysés ; trois d’entre eux ont présenté, lors de validations externes, une forte baisse de la capacité de discrimination. Une étude britannique, Qbleed, basée sur les données informatiques de plus d’un million de sujets, répond de façon répétée aux critères de qualité requis. Deux scores analysent aussi le risque de saignement survenant lors d’hospitalisation pour affection médicale aiguë. Il y a probablement plus à attendre du développement de nouveaux anticoagulants générant moins d’effets secondaires indésirables que de la formulation de nouveaux scores prédictifs de saignements.

At the beginning of the 2000's the dissemination of scientific evidence, public opinion shift and the example of private or public workplaces led the Latin part of Switzerland to plead for a comprehensive smoke-free ban. In the canton of Vaud, the smoke-free public places law entered into force on September 15th 2009 after a 3-year process initiated by a popular initiative. Key factors included public awareness and information actions, civil society engagement and the involvement of every stakeholder. Smoke-free public- and workplaces led to health improvements in the general population and an evolving social norm towards tobacco use. These outcomes are still challenged by the development of new tobacco products.En Suisse latine, la prise en compte des connaissances scientifiques, l’évolution de l’opinion publique et l’exemple d’entreprises ou d’administrations ont convergé au début des années 2000 vers l’exigence d’une protection universelle contre le tabagisme passif. La loi vaudoise sur l’interdiction de fumer dans les lieux publics est entrée en vigueur le 15 septembre 2009, après un processus débuté trois ans plus tôt par une initiative populaire. L’information et la sensibilisation, l’engagement de la société civile et l’implication des différents acteurs figurent parmi les facteurs déterminants. L’introduction de lieux publics et de travail sans fumée a amélioré l’état de santé de l’ensemble de la population et modifié la norme sociale en matière de tabagisme. Cependant, les nouveaux produits du tabac continuent à défier les conditions-cadres.

After reminding the various phases of the development of molecules, this article will state the stages of commercialisation of treatments, underlining the FDA (Food and Drug Administration) and the EMA (European Medicine Agency) requirements. Like all the other treatments available in Europe and in the United States, the long acting injectable antipsychotics (LAI) have to prove their efficacy compared to placebo and their non-inferiority compared to a treatment of reference, usually the same molecule in the oral form. These criteria of efficacy have evolved over time. If initially classical criteria of symptomatic intensity (score on scale PANSS) were considered, criteria more adequate from a clinical perspective, such as relapse, but also related to functioning, quality of life and, more recently, costs-effectiveness have appeared. This evolution is probably due to several factors: vision on mental illness, progress in patient's rights and aspirations, but also the pregnant place of health costs recently taken in the evaluation of treatments. These modifications are also based on the indications of L.A.I., i.e. stabilized patients for whom the challenge is rehabilitation care more than the control of symptoms.

Virtual screening methods are widely used in drug discovery processes in order to reduce the number of compounds to test experimentally. However, virtual screening results are only predictions and their reliability is not guaranteed. Evaluating these methods is crucial to guide the bioinformatician in the choice of the right tool and protocol according to the conditions of his experiment. In a first study, we developed a new metric to analyze the results of virtual screening: the Predictiveness Curve. This metric allows to finely analyze the relevance of binding scores for the detection of active compounds and complete existing metrics, allowing a better comprehension of screening results. In a following project, we facilitated the analysis process by integrating all of the virtuel screening metrics in an interactive tool: Screening Explorer. The second part of my thesis consisted in the research of novel HIV inhibitors. The genomic team of our laboratory identified several genes whose expression influence the development of AIDS, therefore revealing potential therapeutic targets. A bibliographic study allowed to identify compounds that can inhibit those targets. The company Peptinov, associated to our laboratory, is currently estimating the therapeutic potential of the compounds in vitro in assays of (i) HIV infection, (ii) viral proliferation and (iii) viral reactivation., Les méthodes de criblage virtuel sont largement utilisées dans le processus de conception de médicaments afin de réduire le nombre de composés à tester expérimentalement. Cependant, les résultats obtenus par criblage virtuel ne sont que des prédictions et leur fiabilité n'est pas garantie. L'évaluation de ces méthodes est donc essentielle pour guider le bioinformaticien dans le choix de l'outil et du protocol adaptés dans les conditions de son expérience. Dans une première étude, nous avons développé une nouvelle métrique pour l'analyse des résultats de criblage : la Courbe de Prédictivité. Cette métrique permet une analyse fine de la pertinence des scores d'affinité pour la détection de composés actifs et complète les métriques existantes, permettant une meilleure compréhension des résultats de criblage. Lors de notre projet suivant, nous avons souhaité faciliter ce processus d'analyse en intégrant l'ensemble des métriques de criblage virtuel dans un outil web interactif : Screening Explorer. Une seconde partie de ma thèse a consisté en la recherche de nouveaux inhibiteurs du VIH (Virus de l’Immunodéficience Humaine). L'équipe génomique de notre laboratoire a identifié plusieurs gènes dont l'expression influence le développement du SIDA, révèlant ainsi de potentielles cibles thérapeutiques. Une étude bibliographique a permis d'identifier plusieurs composés inhibiteurs de ces cibles. La société Peptinov, associée à notre laboratoire, va prochainement estimer le potentiel thérapeutique de ces composés dans des essais in vitro (i) d'infection par le VIH, (ii) de prolifération virale et (iii) de réactivation virale.

Inhibition of the enzyme arginase has been shown its evidences for the treatment of endothelial dysfunction in several pathologies. Some arginase inhibitors are currently being marketed (nor-NOHA, ABH and BEC) but despite their potency, they are incompatible with an oral administration. Research of new arginase inhibitors remains a challenge for the development of drug candidates. Natural source and semisynthetic compounds, in particular, still remain widely unexplored avenues.Firstly focusing on development of a reliable and reproducible in vitro assay for evaluation of arginase inhibitory capacity of molecules, we optimized a previously published protocol, which resulted in a colorimetric, miniaturized and partially automated assay by using a commercial mammalian arginase, purified bovine liver arginase (b-ARG I). This test was validated by evaluating the reference inhibitors (IC50: nor-NOHA 1.7 µM / BEC 3.3 µM). Then we used it for the biological evaluation of a series of natural polyphenols. The most active compounds were chlorogenic acid (caffeoylquinic acid / IC50 10.6 µM) and piceatannol (stilbene / IC50 12.1 µM). Enzyme kinetic studies showed that the inhibition mechanism of these two polyphenols was reversible and competitive, whereas molecular docking studies demonstrated the importance of caffeic moiety for the inhibitory activity. We then continued on synthesis and biological evaluation of semisynthetic derivatives, which were inspired by natural arginase inhibitors. Nineteen cinnamide derivatives and a series of five ester compounds were prepared. Structure-activity relationships (SARs) have shown the important role of catechol group for arginase inhibitory activity of these molecules. The compound (E)-N-(2-phenylethyl)-3,4-dihydroxycinnamide or "caffeic acid phenyl amide" (CAPA) showed the best activity (IC50 6.9 µM). This compound was characterisized as a reversible and competitive inhibitor of arginase by enzyme kinetics. Docking studies suggested several interactions between catechol function of CAPA with crucial residues of the arginase active site and manganese ions. The preparation of stilbene derivatives was not successful during this work. However thanks to collaborations, two natural stilbenoid glucosides (astringin and piceid), as well as a series of synthetic stilbenoid derivatives were evaluated for their arginase inhibition. Nevertheless, none of these stilbenoids has revealed an interesting activity.Finally, our thesis project showed potential arginase inhibitory activity of two natural compounds, chlorogenic acid and piceatannol, as well as a semisynthetic cinnamide derivative (CAPA). Considering their structures, these molecules have the presence of 3,4-dihydroxycinnamoyl (caffeoyl) moiety in common, revealing the importance of this moiety for the design of new arginase inhibitors. The results obtained from in silico and in vitro studies on bovine arginase (b-ARG I) should be confirmed on human arginase assay, before being evaluated in in vivo models for the druggable candidates.; L’inhibition de l’arginase a été montrée pour le traitement de la dysfonction endothéliale dans plusieurs pathologies. Des inhibiteurs sont actuellement commercialisés (nor-NOHA, ABH et BEC) mais en dépit de leur potentiel, ils sont incompatibles avec un usage médical per os. L’obtention de nouveaux inhibiteurs reste donc un challenge pour le développement de candidats médicaments. La source naturelle et la voie hémisynthétique notamment, restent encore des axes peu explorés. Visant d’abord le développement d’un test fiable et reproductible pour l’évaluation de la capacité inhibitrice de molécules, nous avons optimisé un test existant et mis en place un essai colorimétrique miniaturisé et partiellement automatisé, utilisant une arginase mammifère commerciale, purifiée de foie de bœuf. Ce test a été validé via l’utilisation d’inhibiteurs de référence (CI50 : nor-NOHA 1,7 μM / BEC 3,3 μM), avant d’être utilisé pour l’évaluation biologique d’une série de polyphénols naturels, mettant en évidence les potentialités inhibitrices de l’acide chlorogénique (acide caféoylquinique / CI50 10,6 μM) et du picéatannol (stilbène / CI50 12,1 µM). Des études de cinétique enzymatique ont montré que l’inhibition était réversible et compétitive tandis que des études de docking moléculaire ont montré l’intérêt de la partie caféique pour l’activité inhibitrice. Nous nous sommes alors focalisés sur l’obtention de dérivés d’hémisynthèse. Dix-neuf dérivés dérivés cinnamides ont été préparés ainsi qu’une série de cinq composés esters. Les études de relation structure-activité ont montré le rôle important du groupement catéchol pour l’activité de ces molécules. Le composé (E)-N-(2-phényléthyl)-3,4-dihydroxycinnamide ou « caffeic acid phenyl amide » (CAPA) a présenté la meilleure activité (CI50 6,9 μM). C’est un inhibiteur réversible et compétitif de l’arginase étudiée et ses études de docking avec le site catalytique de l’enzyme ont confirmé les interactions du catéchol avec des résidus conservés du site actif et les ions manganèse. La préparation des dérivés de stilbènes cibles n’a pas été couronnée de succès mais grâce à des collaborations, deux stilbènes naturels, l’astringine et le picéide, ainsi qu’une série de stilbénoïdes synthétiques ont pu être évalués. Cependant, aucun de ces composés n’a révélé d’activité intéressante.Finalement, notre projet de thèse a mis en évidence les activités prometteuses de deux composés naturels, l’acide chlorogénique et le picéatannol, ainsi que celle d’un composé hémisynthétique dérivés cinnamide de l’acide caféique (CAPA). Ces molécules ont en commun, au niveau structural, la présence d’une partie 3,4-dhydroxycinnamique (caféoyle), révélant l’intérêt de ce motif pour la conception d’autres molécules à capacité inhibitrice d’arginase. Ces résultats obtenus in silico et in vitro sur l’arginase bovine b-ARG I devront être confirmés sur l’arginase humaine h-ARG avant d’envisager d’éventuelles études in vivo pour ces candidats-médicaments potentiels.

In 1940, the British biochemist Donald Woods put forward an explanation of the mode of action of the new antibacterial sulfa drugs, competitive inhibition. His colleague, Paul Fildes, developed this work into a new approach to chemotherapy, which he qualified as a rational programme for drug discovery. This dissertation explores the impact of the theory of antimetabolites, as it came to be known, in biochemical and pharmaceutical research. The first part traces its development in the context of the British school of biochemistry and its further expansion in the United States following parallel research on vitamins. The second part deals with the construction of two distinct research programmes dedicated to antimetabolites, each one illustrating a different way of following this rational approach and their varying consequences. The first one is a modest collaboration between the biochemist Henry McIlwain and the Glaxo pharmaceutical company during the war in the United Kingdom. The second one corresponds to the establishment of George Hitchings' and Gertrude Elion's programme at Burroughs Wellcome in the United States, often considered as the origin of today's rational drug design. The theory of antimetabolites simultaneously embodied both the ambition of attaining specific chemotherapies, and a set of practices in day-to-day laboratory work; En 1940, le biochimiste anglais Donald Woods propose une explication du mode d'action des nouveaux sulfamides antibactériens : l'inhibition compétitive. Son collègue Paul Fildes fonde sur cette base une nouvelle approche de la chimiothérapie, revendiquée comme rationnelle, un programme pour la recherche de nouveaux médicaments. Cette thèse explore l'impact de la théorie des antimétabolites, comme elle sera appelée, dans la recherche biochimique et pharmaceutique. La première partie retrace son élaboration dans le contexte de l'école de biochimie anglaise, puis sa reprise aux États-Unis à la suite de travaux menés en parallèle sur les vitamines. La seconde partie est consacrée au développement de deux programmes de recherche distincts dédiés aux antimétabolites, illustrant les modalités et fortunes divergentes d'appropriation de cette approche rationnelle. Le premier est une collaboration modeste entre le biochimiste Henry McIlwain et la firme pharmaceutique Glaxo pendant la guerre au Royaume-Uni. Le second consiste en la mise en place du programme de George Hitchings et Gertrude Elion chez Burroughs Wellcome aux États-Unis, souvent considéré comme l'origine du rational drug design actuel. La théorie des antimétabolites correspond aussi bien à l'ambition d'obtenir des chimiothérapies spécifiques qu'à un ensemble de pratiques dans le quotidien du laboratoire

In 1940, the British biochemist Donald Woods put forward an explanation of the mode of action of the new antibacterial sulfa drugs, competitive inhibition. His colleague, Paul Fildes, developed this work into a new approach to chemotherapy, which he qualified as a rational programme for drug discovery. This dissertation explores the impact of the theory of antimetabolites, as it came to be known, in biochemical and pharmaceutical research. The first part traces its development in the context of the British school of biochemistry and its further expansion in the United States following parallel research on vitamins. The second part deals with the construction of two distinct research programmes dedicated to antimetabolites, each one illustrating a different way of following this rational approach and their varying consequences. The first one is a modest collaboration between the biochemist Henry McIlwain and the Glaxo pharmaceutical company during the war in the United Kingdom. The second one corresponds to the establishment of George Hitchings' and Gertrude Elion's programme at Burroughs Wellcome in the United States, often considered as the origin of today's rational drug design. The theory of antimetabolites simultaneously embodied both the ambition of attaining specific chemotherapies, and a set of practices in day-to-day laboratory work, En 1940, le biochimiste anglais Donald Woods propose une explication du mode d'action des nouveaux sulfamides antibactériens : l'inhibition compétitive. Son collègue Paul Fildes fonde sur cette base une nouvelle approche de la chimiothérapie, revendiquée comme rationnelle, un programme pour la recherche de nouveaux médicaments. Cette thèse explore l'impact de la théorie des antimétabolites, comme elle sera appelée, dans la recherche biochimique et pharmaceutique. La première partie retrace son élaboration dans le contexte de l'école de biochimie anglaise, puis sa reprise aux États-Unis à la suite de travaux menés en parallèle sur les vitamines. La seconde partie est consacrée au développement de deux programmes de recherche distincts dédiés aux antimétabolites, illustrant les modalités et fortunes divergentes d'appropriation de cette approche rationnelle. Le premier est une collaboration modeste entre le biochimiste Henry McIlwain et la firme pharmaceutique Glaxo pendant la guerre au Royaume-Uni. Le second consiste en la mise en place du programme de George Hitchings et Gertrude Elion chez Burroughs Wellcome aux États-Unis, souvent considéré comme l'origine du rational drug design actuel. La théorie des antimétabolites correspond aussi bien à l'ambition d'obtenir des chimiothérapies spécifiques qu'à un ensemble de pratiques dans le quotidien du laboratoire

Galectins constitute a family of soluble animal lectins defined by their evolutionary conserved carbohydrate recognition domain and their affinity for β-galactosides containing glycoconjugates. Each galectin is characterized by a specific spatio-temporal distribution and a unique set of ligands and molecular partners. Interestingly, galectins are found both extracellularly and intracellularly and modulate various cellular processes. Knock-out mutant mice for galectins-1, 3 or 7 are viable but display a wide range of defects under various stress conditions. Indeed, galectins are multifunctional proteins involved in cell-cell and cell-extracellular matrix interactions, organization of membrane domains, cell signalling and also in intracellular trafficking, apoptosis, regulation of cell cycle. Galectins represent potential therapeutic targets, especially in the context of cancer and inflammatory diseases.

Over the course of the last decade advances in the understanding the pathogenesis of psoriasis have resulted in the development of many novel, safe and effective biologics. However, a significant proportion of patients respond inadequately to biologics--defined by failing to respond initially (lack of efficacy) or secondary failure--with diminishing response over time (loss of efficacy). Over the past years insights into molecular and genetic profiles have allowed to better define psoriasis phenotypes and to explain these therapeutic failures. Here we will illustrate these advances, describe the novel therapeutics on the horizon and review the current view of psoriasis as a systemic disease associated with co-morbidities and its important implications for the management of psoriatic patients.

In clinical oncology, obtaining sequence data from tumour samples has become practical in terms of logistics, turnover time and costs. The major issue now is the interpretation of this sequence to define actionable targets, i.e. genome changes that are involved in tumorogenesis and that predict the efficacy of existing and available targeted treatments. This is the focus of major efforts from public clinical centres and from companies that see it as a promising commercial activity.

A prerequisite to any virtual screening is the definition of compound libraries to be screened. As we describe here, various sources are available. The selection of the proper library is usually project-dependent but at least as important as the screening method itself. This review details the main compound libraries that are available for virtual screening and guide the reader to the best possible selection according to its needs.

Nowadays, depression related to a deficit in nonoaminergic neurotransmitters, is the most frequent mental illness. Available antidepressive drugs acting through monoamnergic mechanisms possess a lot of side effects and can lead to an addiction. One approach involves targeting melatoninergic receptors to resynchronize circadian rhythms, which are known to be perturbed in some pathology related to nervous central system as depression. So conception of non-monoaminergic ligands with chronobiotic properties would constitute a promising strategy.Agomelatine (Valdoxan®) a novel antidepressant developed by Servier and our laboratory (EA4481 - GRIIOT) was granted marketing authorization in 2009 for the treatment of major depressive disorder. This naphthalen analogous of melatonin possess an innovative mechanism. It acts as a non selective melatoninergic MT1/MT2 receptors agonist and a serotonin 5-HT2c receptor antagonist.The aim of this work is to design and synthesize new potential successors of agomelatine with an improved pharmacological and pharmacokinetic profile. Drug Design strategies such as bioisosterism were applied to allow the elaboration of new series of compounds with interesting pharmacological profiles., La dépression est l’un des troubles mentaux les plus fréquents de nos jours. C’est une maladie liée en général à un déficit en neurotransmetteurs monoaminergiques (sérotonine, noradrénaline et dopamine). Les antidépresseurs actuels agissant via des mécanismes monoaminergiques présentent de nombreux effets secondaires et peuvent conduire à une accoutumance. L’une des approches impliquerait le ciblage des récepteurs mélatoninergiques afin de resynchroniser les rythmes circadiens qui sont perturbés dans certaines pathologies du système nerveux central, notamment la dépression. La conception de ligands non monoaminergiques et possédant des propriétés chronobiotiques constituerait une stratégie prometteuse.L’agomélatine (Valdoxan®) issue d’une collaboration entre le laboratoire de chimie thérapeutique (EA4481 - GRIIOT) et les laboratoires Servier est commercialisée depuis 2009 pour le traitement de la dépression majeure. Ce bioisoster naphtalénique de la mélatonine possède un mécanisme d’action innovant. Elle se distingue par ses propriétés agoniste non sélectif des récepteurs mélatoninergiques MT1 et MT2 et antagoniste des récepteurs 5-HT2c.L’objectif de ce travail réside dans la conception et la synthèse de nouveaux ligands successeurs de l’agomélatine présentant un profil pharmacologique et pharmacocinétique amélioré. Différentes pharmacomodulations ont été réalisées sur l’agomélatine. Les stratégies de «Drug Design» notamment le principe de bioisostérie ont été appliquées, nous permettant ainsi la synthèse de nouvelles familles de composés présentant des profils pharmacologiques intéressants.

Multiple new cancer drugs have been marketed during the last decade, and among those many molecularly targeted agents. Their impact on clinical outcomes population-wide remains hard to measure. Are we merely seeing the development of expensive and toxic drugs that benefit a minority of patients, or are battles actually won in the war on cancer? Both epidemiologic trends and clinical trial data show that a patient's outcome today is significantly better than 10 or 20 years ago, in terms of cure rates and survival time for advanced disease.

Carbapenemase-producing enterobacteria (CPE) spread all over the world during the last years, causing serious infections with increasing frequency. Very few new drugs active against CPE are expected to be clinically available. Studies summarized in this review show that there is yet room to improve our therapeutic approaches, in the treatment of infections due to CPE.

The discovery of new drug targets represents a real opportunity for developing fresh strategies against pain. Ion channels are interesting targets because they are directly involved in the detection and the transmission of noxious stimuli by sensory fibres of the peripheral nervous system and by neurons of the spinal cord. Acid-Sensing Ion Channels (ASICs) have emerged as important players in the pain pathway. They are neuronal, voltage-independent depolarizing sodium channels activated by extracellular protons. The ASIC family comprises several subunits that need to associate into homo- or hetero-trimers to form a functional channel. The ASIC1 and ASIC3 isoforms are particularly important in sensory neurons, whereas ASIC1a, alone or in association with ASIC2, is essential in the central nervous system. The potent analgesic effects associated with their inhibition in animals (which can be comparable to those of morphine) and data suggesting a role in human pain illustrate the therapeutic potential of these channels.

G protein-coupled receptors (GPCRs), also known as seven transmembrane domain-spanning proteins (7TM), play an important role in tissue homeostasis and cellular and hormonal communication. GPCRs are targeted by a large panel of natural ligands such as photons, ions, metabolites, lipids and proteins but also by numerous drugs. Research efforts in the GPCR field have been rewarded in 2012 by the Nobel Price in Chemistry. The present article briefly summarizes our current knowledge on GPCRs and discusses future challenges in terms of fundamental aspects and therapeutic applications.

Obtaining and screening collections of small molecules remain a challenge for biologists. Recent advances in analytical techniques and instrumentation now make screening possible in academia. The history of the creation of such public or commercial collections and their accessibility is related. It shows that there is interest for an academic laboratory involved in medicinal chemistry, chemogenomics or "chemical biology" to organize its own collection and make it available through existing networks such as the French National chimiothèque or the European partner network "European Infrastructure of open screening platforms for Chemical Biology" EU-OpenScreen under construction.