Ce travail de thèse s’est focalisé sur la synthèse, la caractérisation et l’évaluation biologique de deux familles de complexes d’or(I) cationiques à carbènes N-hétérocycliques (NHC). Une première famille comporte sur le premier azote du NHC des groupement s alkyles ou aromatiques, tandis que la seconde co ntient un dérivé de la dyhydroartémisinine (DHA). Dans les deux familles, des groupements aromatiques fluorés ont été introduits sur le second azote du NHC dans le but de renforcer l’activité et la sélectivité des complexes. Les proligands et complexes ont été synthétisés par voie chimique classique et certains proligands et complexes de la première famille ont également été préparés par mécanochimie, une approche alternative plus verte qui permet un gain de temps réactionnel significatif.
Dans un premier temps , les complexes ont été évalués in vitro comme anticancéreux sur un panel de lignées cellulaires cancéreuses (poumon, du sein, de la vessie, du col de l’utérus, de la prostate et d’ostéosarcome) et non cancéreuses (fibroblastes, ostéoblastes et endothéliales)). Les complexes fluorés ont globalement des activités similaires à leurs analogues non fluorés avec des IC50 de l’ordre du submicromolaire pour la première famille et du nano molaire pour la seconde et une plus forte activité que la référence Auranofine. Seuls les complexes de la première famille ont des activités supérieures à leurs analogues non fluorés sur les lignées A549 du poumon et U2-OS d’ostéosarcome, mais également sur les cellules saines. Ces résultats de cytotoxicité sont dépendants de la lipophilie des complexes. Des études mécanistiques ont été réalisées avec les deux complexes présentant les meilleurs indices de sélectivité pour chaque famille. Celles ci ont confirmé leur capacité à inhiber la thiorédoxine réductase (TrxR), une enzyme clé dans la régulation du stress oxydatif intracellulaire, à provoquer la mort cellulaire par une voie partiellement ROS-dépendante, et à potentiellement inhiber le facteur de transcription Nrf2.
Par ailleurs, les complexes ont été testés sur la leishmaniose, une maladie parasitaire pour laquelle les complexes d’or ont également montré des effets prometteurs. Les complexes ont été testés in vitro sur les formes amastigotes axéniques et intramacrophagiques de L.infantum et leur cytotoxicité a été évaluée sur les cellules monocytaires humaines différenciées Thp1 pour déterminer leur sélectivité. Les complexes cationiques bis NHC ont montré des activités supérieures à deux analogues fluorés neutres mono NHC sur les deux modèles parasitaires. Certains complexes ont une activité et une sélectivité égales ou supérieures à l’amphotéricine B, médicament de référence, sur le modèle axénique. |
This thesis focused on the synthesis, characterization and biological evaluation of two families of cationic gold(I) complexes with N heterocyclic carbenes (NHCs). The first family contains alkyl or aromatic groups on the first nitrogen of the NHC, while the second contains a derivative of dyhydroartemisinin (DHA). In both families, fluorinated aromatic groups were introduced on the second nitrogen of the NHC in order to enhance the activity and selectivity of the complexes. The proligands and complexes were synthesized by the classical chemical route, and some proligands and complexes from the first family were also prepared by mechanochemistry, an alternative, greener approach that saves a significant amount of reaction time.
Initially, the complexes were evaluated in vitro as anti cancer agents on a panel of cancer cell lines (lung, breast, bladder, cervix, prostate and osteosarcoma) and non cancer cell lines (fibroblasts, osteoblasts and endothelial cells). Overall, the fluorinated complexes had similar activities to their non fluorinated analogues, with IC50 in the sub micromolar range for the first family and in the nanomolar range for the second, and a higher activity than the reference Auranofine. Only the complexes in the first family had higher activity than their non fluorinated analogues on the A549 lung and U2-OS osteosarcoma lines, but also on healthy cells. These cytotoxicity results depend on the lipophilicity of the complexes. Mechanistic studies were carried out with the two complexes with the best selectivity indices for each family. These confirmed their ability to inhibit thioredoxin reductase (TrxR), a key enzyme in the regulation of intracellular oxidative stress, to induce cell death via a partially ROS dependent pathway, and to potentially inhibit the transcription factor Nrf2.
The complexes were also tested on leishmaniasis, a parasitic disease for which gold complexes have also shown promising effects. The complexes were tested in vitro on axenic and intramacrophagic amastigote forms of L. infantum and their cytotoxicity was assessed on Thp1 differentiated human monocytic cells to determine their selectivity. The cationic bis NHC complexes showed superior activities to two mono NHC neutral fluorinated analogues on both parasite models. Some complexes had equal or superior activity and selectivity to amphotericin B, the reference drug, in the axenic model. |