Aakash Patel, Hala Guedouari, Elzbieta Janda, Karine Reybier, Istvan Gacsalyi, Vishalgiri Goswami, Jean A. Boutin, Adeline Giganti, Mathias Antoine, Monivan Chhour, Marie-Claude Viaud-Massuard, Hervé Da Costa, Marc Bertrand, Pierre Ducrot, Jérôme Paysant, Patrick P. Michel, Gilles Ferry, Thierry Le Diguarher, Daniel A. Kane, Françoise Nepveu, Frédéric Bouillaud, Karen Brebner, Gérald Guillaumet, Etienne C. Hirsch, Philippe Dupuis, Johann Stojko, Institut de Recherches SERVIER (IRS), Institut Cochin (IC UM3 (UMR 8104 / U1016)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Università degli Studi 'Magna Graecia' di Catanzaro [Catanzaro, Italie] (UMG), Egis Pharmaceuticals, Institut de Chimie Organique et Analytique (ICOA), Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut du Cerveau et de la Moëlle Epinière = Brain and Spine Institute (ICM), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), St. Francis Xavier University (StFX), Pharmacochimie et Biologie pour le Développement (PHARMA-DEV), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Eurofins-Cerep, Technologie Servier, GICC UMR 7292 CNRS, IMT (Innovation moléculaire et thérapeutique) (IMT), Génétique, immunothérapie, chimie et cancer (GICC), UMR 7292 CNRS [2012-2017] (GICC UMR 7292 CNRS), Université de Tours-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Tours-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Oxygen Healthcare Pvt Ltd, Institut de Recherches Internationales Servier [Suresnes] (IRIS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Università degli Studi 'Magna Graecia' di Catanzaro = University of Catanzaro (UMG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université d'Orléans (UO)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut du Cerveau = Paris Brain Institute (ICM), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT), GICC EA 7501, IMT (Innovation moléculaire et thérapeutique) (IMT), Groupe innovation et ciblage cellulaire (GICC), EA 7501 [2018-...] (GICC EA 7501), Université de Tours (UT)-Université de Tours (UT), Hirsch, Etienne, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), and Université de Tours (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Tours (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
International audience; Quinone reductase 2 (QR2, E.C. 1.10.5.1) is an enzyme with a feature that has attracted attention for several decades: in standard conditions, instead of recognizing NAD(P)H as an electron donor, it recognizes putative metabolites of NADH, such as N-methyl- and N-ribosyl-dihydronicotinamide. QR2 has been particularly associated with reactive oxygen species and memory, strongly suggesting a link among QR2 (as a possible key element in pro-oxidation), autophagy, and neurodegeneration. In molecular and cellular pharmacology, understanding physiopathological associations can be difficult because of a lack of specific and powerful tools. Here, we present a thorough description of the potent, nanomolar inhibitor [2-(2-methoxy-5H-1,4b,9-triaza(indeno[2,1-a]inden-10-yl)ethyl]-2-furamide (S29434 or NMDPEF; IC50 = 5-16 nM) of QR2 at different organizational levels. We provide full detailed syntheses, describe its cocrystallization with and behavior at QR2 on a millisecond timeline, show that it penetrates cell membranes and inhibits QR2-mediated reactive oxygen species (ROS) production within the 100 nM range, and describe its actions in several in vivo models and lack of actions in various ROS-producing systems. The inhibitor is fairly stable in vivo, penetrates cells, specifically inhibits QR2, and shows activities that suggest a key role for this enzyme in different pathologic conditions, including neurodegenerative diseases.