Pierre-Yves Renard, Marina Naldi, Joel L. Sussman, Stéphane Bach, Rémy Le Guével, Nunzio Denora, Jacques-Philippe Colletier, Sylvain Routier, Ludovic Jean, Leonardo Pisani, Marco Catto, Béatrice Josselin, Nicolas Coquelle, Israel Silman, Rosa Maria Iacobazzi, Frédéric Buron, Manuela Bartolini, Killian Oukoloff, Sandrine Ruchaud, Chimie Organique et Bioorganique : Réactivité et Analyse (COBRA), Institut Normand de Chimie Moléculaire Médicinale et Macromoléculaire (INC3M), Institut de Chimie du CNRS (INC)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Le Havre Normandie (ULH), Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie Organique Fine (IRCOF), Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie structurale (IBS - UMR 5075 ), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Alma Mater Studiorum University of Bologna (UNIBO), Plate-forme ImPACcell (ImPACcell), Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), Phophorylation de protéines et Pathologies Humaines (P3H), Station biologique de Roscoff [Roscoff] (SBR), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Università degli studi di Bari Aldo Moro (UNIBA), Istituti di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico (IRCCS), Weizmann Institute of Science [Rehovot, Israël], 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), Labex SynOrg (ANR-11-LABX-0029) is acknowledged for a PhD fellowship to K. O. and the Agence Nationale de la Recherche (project MultiClick, grant number ANR-12-BS07-008-01) for financial support. This work was also partially supported by the INSA Rouen, Rouen Normandy University, the Centre National de la Recherche Scientifique and the Region Normandie (CRUNCh network)., Oukoloff K., Coquelle N., Bartolini M., Naldi M., Le Guevel R., Bach S., Josselin B., Ruchaud S., Catto M., Pisani L., Denora N., Iacobazzi R.M., Silman I., Sussman J.L., Buron F., Colletier J.-P., Jean L., Routier S., Renard P.-Y., Institut de Chimie Organique Fine (IRCOF), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Normand de Chimie Moléculaire Médicinale et Macromoléculaire (INC3M), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Université Le Havre Normandie (ULH), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Fédération de recherche de Roscoff (FR2424), Station biologique de Roscoff (SBR), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Università degli studi di Bari Aldo Moro = University of Bari Aldo Moro (UNIBA), 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), ANR-11-LABX-0029,SYNORG,Synthèse Organique : des molécules au vivant(2011), Laboratoire de Biologie Intégrative des Modèles Marins (LBI2M), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Station biologique de Roscoff (SBR), and Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
International audience; Both cholinesterases (AChE and BChE) and kinases, such as GSK-3α/β, are associated with the pathology of Alzheimer's disease. Two scaffolds, targeting AChE (tacrine) and GSK-3α/β (valmerin) simultaneously, were assembled, using copper(I)-catalysed azide alkyne cycloaddition (CuAAC), to generate a new series of multifunctional ligands. A series of eight multi-target directed ligands (MTDLs) was synthesized and evaluated in vitro and in cell cultures. Molecular docking studies, together with the crystal structures of three MTDL/TcAChE complexes, with three tacrine-valmerin hybrids allowed designing an appropriate linker containing a 1,2,3-triazole moiety whose incorporation preserved, and even increased, the original inhibitory potencies of the two selected pharmacophores toward the two targets. Most of the new derivatives exhibited nanomolar affinity for both targets, and the most potent compound of the series displayed inhibitory potencies of 9.5 nM for human acetylcholinesterase (hAChE) and 7 nM for GSK-3α/β. These novel dual MTDLs may serve as suitable leads for further development, since, in the micromolar range, they exhibited low cytotoxicity on a panel of representative human cell lines including the human neuroblastoma cell line SH-SY5Y. Moreover, these tacrine-valmerin hybrids displayed a good ability to penetrate the blood-brain barrier (BBB) without interacting with efflux pumps such as P-gp.