Anti-métabolite Flashcards

1
Q

Quel est l’inconvénient majeur du 5-FU en termes de catabolisme et quels sont les métabolites actifs produits ?

A

L’inconvénient majeur du 5-FU est son catabolisme : 80% est dégradé par la DPD au niveau du foie produisant de la DHFU (dihydrofluorouracil) qui est un métabolite inactif. Les 20% restants sont convertis en 3 métabolites actifs : le fluorodésoxyuridine monophosphate (FdUMP), son analogue triphosphate (FdUTP), et la fluoruridine triphosphate (FUTP).

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2
Q

Quel est le mode d’action du 5-FU, en particulier le rôle du FdUMP dans l’inhibition de la thymidylate synthase ?

A

Le FdUMP inhibe la thymidylate synthase, enzyme qui catalyse la transformation de dUMP en dTMP. Normalement, le dUMP et le méthylène THF forment un complexe ternaire avec la thymidylate synthase pour produire le dTMP. Le FdUMP forme un complexe similaire mais irréversible avec la thymidylate synthase, empêchant ainsi la production de dTMP.

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3
Q

Décrivez la réaction de Michael impliquée dans le mode d’action du 5-FU.

A

La réaction de Michael implique l’addition du FdUMP sur le site actif de la thymidylate synthase, formant un complexe ternaire avec le méthylène THF. La thymidylate synthase est leurrée pour former ce complexe, mais le résidu fluoré rend le complexe non productif, inactivant irréversiblement l’enzyme.

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4
Q

Quelles sont les conséquences de l’inhibition de la thymidylate synthase par le 5-FU sur la synthèse de l’ADN et la cellule ?

A

L’inhibition de la thymidylate synthase par le 5-FU entraîne un épuisement du dTMP et du dTTP, perturbant la synthèse et la réparation de l’ADN, ce qui conduit à l’apoptose. L’accumulation de dUMP et de ses analogues triphosphates entraîne des erreurs dans l’ADN. Le FUTP, en s’incorporant dans l’ARN, provoque des dégâts supplémentaires.

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5
Q

Pourquoi le 5-FU provoque-t-il une inactivation irréversible de la thymidylate synthase ?

A

Le 5-FU, sous forme de FdUMP, forme un complexe ternaire avec la thymidylate synthase et le méthylène THF. Le résidu fluoré rend ce complexe non productif, empêchant ainsi la formation de dTMP et inactivant irréversiblement l’enzyme.

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6
Q

Quels sont les inconvénients du 5-FU en termes de voie d’administration et de biodisponibilité ?

A

Les inconvénients du 5-FU incluent son administration par voie IV (molécule très polaire avec une mauvaise biodisponibilité orale) et son mauvais catabolisme.

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7
Q

Quelle est l’origine de la Fludarabine et quel est son analogue ?

A

La Fludarabine est originaire des années 60 et est un analogue de l’adénosine monophosphate.

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8
Q

Quelles observations ont conduit au développement de la Fludarabine ?

A

La 2-fluoro-adénosine s’est révélée toxique pour les humains, et la vidarabine a eu du succès en tant qu’anti-infectieux.

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9
Q

Comment la Fludarabine a-t-elle été développée à partir de la 2-fluoro-adénosine et de la vidarabine ?

A

La Fludarabine a été développée en combinant la 2-fluoro-adénosine (fluor en position 2 de l’adénine) et la vidarabine (adénine couplée à un noyau arabinose), avec un hydroxyle phosphorylé en position 5’.

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10
Q

Pourquoi le phosphate est-il ajouté à la Fludarabine et quel est son effet sur l’administration ?

A

Le phosphate permet d’augmenter la solubilité pour une administration par voie IV, car la molécule est très polaire avec des charges au niveau des phosphates, rendant l’administration orale impossible.

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11
Q

Quel est le rôle du fluor dans la Fludarabine en termes de résistance au métabolisme ?

A

Le fluor permet à la Fludarabine d’être résistante à l’adénosine désaminase, empêchant une métabolisation rapide.

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12
Q

Quel est le métabolite actif formé à partir de la Fludarabine ?

A

Le métabolisme intracellulaire de la Fludarabine permet de former son analogue triphosphate (2-F-ara-ATP) qui est aussi actif.

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13
Q

Quel est le mode d’action de la Fludarabine et de son analogue triphosphate ?

A

La Fludarabine est un inhibiteur de la ribonucléotide réductase. Son analogue triphosphate inhibe la ribonucléotide réductase, l’ADN polymérase, l’ADN primase, l’ADN ligase I, et s’insère aussi dans l’ADN où il provoque des dégâts.

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14
Q

Quels sont les effets de la Fludarabine sur l’ADN et les enzymes impliquées dans la synthèse de l’ADN ?

A

La Fludarabine provoque des dégâts à l’ADN en s’insérant dans celui-ci et en inhibant des enzymes clés de la synthèse de l’ADN, comme la ribonucléotide réductase, l’ADN polymérase, l’ADN primase, et l’ADN ligase I.

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15
Q

Quelle est l’origine de la Gemcitabine et quel est son analogue ?

A

La Gemcitabine est originaire des années 80 et est un analogue de la désoxycytidine.

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16
Q

Quelles observations ont été faites sur la cytarabine et son utilisation ?

A

Dans les années 50, la cytarabine a été utilisée comme anticancéreux mais elle est inactivée par la cytidine désaminase.

17
Q

Comment la substitution de l’hydrogène par un fluor dans les années 80 a-t-elle conduit à la Gemcitabine ?

A

Dans les années 80, on a remarqué que la substitution d’un hydrogène par un fluor augmente la cytotoxicité. Plus tard, un second fluor a été ajouté pour donner la Gemcitabine.

18
Q

Comment la Gemcitabine est-elle métabolisée dans les cellules ?

A

La Gemcitabine est métabolisée par les désoxycytidines kinases cellulaires en dFdCTP (gemcitabine triphosphorylée), qui est incorporé dans l’ADN à la place du dCTP, produisant des ADN anormaux.

19
Q

Quel est le rôle du dFdCDP dans l’inhibition de la ribonucléotide réductase ?

A

Le dFdCDP (gemcitabine diphosphorylée) inhibe la ribonucléotide réductase, bloquant la formation de dCDP (désoxycytidine diphosphorylée).

20
Q

Comment la Gemcitabine inhibe-t-elle la dCMP déaminase et pourquoi est-ce important ?

A

La dFdCD(T)P inhibe la dCMP déaminase, empêchant ainsi la dégradation de la Gemcitabine.

21
Q

Quels sont les effets de la Gemcitabine sur l’ADN et la cellule tumorale ?

A

La Gemcitabine provoque des dégâts sur l’ADN, menant à l’apoptose des cellules tumorales.

22
Q

Quelle est la conception du Pemetrexed et quelles molécules ont été comparées pour son développement ?

A

La conception du Pemetrexed date des années 1990. Les scientifiques ont comparé différentes molécules faisant partie de la voie métabolique de l’acide folique. Ils ont observé que seulement 2 azotes (azote 5 et azote 10) sont impliqués dans les cofacteurs enzymatiques de l’acide folique.

23
Q

Qu’est-ce que le DDATHF et pourquoi a-t-il été développé ?

A

Le DDATHF est l’analogue carbodé de l’acide THF (5,10-acide didéazatétra-hydrofolique). Il a été développé pour empêcher son utilisation comme substitut du THF, augmenter la lipophilie, améliorer la solubilité et diminuer la basicité, ce qui induit une meilleure propriété de transport et une moindre sensibilité à l’oxydation.

24
Q

Quelle est l’activité du DDATHF et sur quels modèles a-t-il été testé ?

A

Le DDATHF a été évalué sur plusieurs modèles de tumeurs solides et de xénogreffes de tumeur humaine. Il a montré une activité sur divers types de tumeurs, y compris les tumeurs résistantes au méthotrexate.

25
Q

Quel est le mode d’action du Pemetrexed et quelles enzymes cible-t-il ?

A

Le Pemetrexed est un inhibiteur de la GARFT (glycine amine ribonucléotide formyltransferase) impliquée dans la synthèse de novo des bases puriques. Il cible cette enzyme pour induire une sélectivité de l’activité anti-tumorale.

26
Q

Quelles difficultés de synthèse sont associées au Pemetrexed et comment ont-elles été surmontées ?

A

La présence d’un carbone asymétrique (C) dans le Pemetrexed pose des difficultés de synthèse. Les stratégies pour supprimer ce C incluent l’introduction de double liaison (instable), la suppression de substituants de carbone (inéfficace), et le remplacement de la pipéridine par un pyrrole, donnant le Pemetrexed.

27
Q

Décrivez le processus de synthèse du Pemetrexed.

A

La synthèse commence avec un bromo phényl substitué par un ester méthylique, réagissant avec un alcyne via un couplage de Sonogashira. Cette triple liaison est réduite, suivie d’oxydation et de bromation, puis des réactions avec des nucléophiles et saponification pour obtenir le Pemetrexed disodium.

28
Q

Quel est le mécanisme d’action du Pemetrexed une fois internalisé ?

A

Le Pemetrexed est polyglutamaté, augmentant sa demi-vie intracellulaire. Il devient plus actif sur la thymidylate synthase, les systèmes GARFT et AICART, et la DHFR (bien que moins puissant que le MTX).

29
Q

Quelles sont les autres molécules développées pour contrer les résistances au Pemetrexed ?

A

Pour contrer les résistances, des molécules comme le pralatrexate et le raltitrexed ont été développées, ayant des structures analogues mais modifiées pour améliorer l’efficacité.

30
Q

Quel est le mode de liaison du méthotrexate à la DHFR et comment cela se compare-t-il à l’acide folique ?

A

Le méthotrexate se lie à la DHFR de manière similaire à l’acide folique, en utilisant des interactions ioniques et des liaisons hydrogène au niveau de la chaîne glutamate. Le PABA repose dans une poche hydrophobe, augmentant l’affinité du méthotrexate. Le méthotrexate utilise un amine primaire pour des interactions ioniques plus fortes qu’une simple liaison hydrogène.

31
Q

Comment le méthotrexate est-il internalisé par la cellule et pourquoi ne peut-il pas passer par diffusion passive ?

A

Le méthotrexate est internalisé par le système de transport des folates, car il est lipophile et chargé, empêchant sa diffusion passive. Ce transport est plus efficace pour le méthotrexate que pour l’acide folique.

32
Q

Quels sont les effets de la forme polyglutamate du méthotrexate une fois à l’intérieur de la cellule ?

A

Une fois dans la cellule, le méthotrexate est polyglutamaté par la folylpolyglutamate synthétase (FPGS), augmentant son affinité pour la cible et empêchant l’efflux. La forme polyglutamate a une demi-vie intracellulaire longue, permettant une action prolongée.

33
Q

Expliquez le mode d’action du méthotrexate en tant qu’inhibiteur compétitif de la DHFR et de la thymidylate synthase (TS).

A

Le méthotrexate inhibe compétitivement la DHFR, empêchant la réduction du dihydrofolate en tétrahydrofolate, crucial pour la synthèse de l’ADN. Sous forme polyglutamate, il inhibe également la thymidylate synthase (TS), perturbant la production de thymidine nécessaire à l’ADN.

34
Q

Quelles sont les conséquences biologiques de l’action du méthotrexate, notamment sur la synthèse de l’ADN et les cellules à prolifération rapide ?

A

Le méthotrexate agit comme un cytostatique de phase S, inhibant la synthèse de l’ADN. Il est particulièrement actif contre les cellules à prolifération rapide, comme les cellules cancéreuses, et est tératogène. À fortes doses, il peut affecter les cellules de la moelle osseuse et de la muqueuse digestive.

35
Q

Pourquoi l’acide folinique est-il administré après le méthotrexate et quel est son rôle ?

A

L’acide folinique, forme active de l’acide folique, est administré quelques heures après le méthotrexate pour limiter la toxicité sur les cellules saines, en compensant l’inhibition de la DHFR dans ces cellules.

36
Q

Quelles formes de résistance au méthotrexate ont été identifiées et comment affectent-elles son efficacité ?

A

Les formes de résistance incluent la surexpression de la DHFR, des mutations au niveau des sites de liaison du méthotrexate sur la DHFR, diminuant son affinité, et des mutations affectant le transport ou la polyglutamation du méthotrexate, réduisant son internalisation et son efficacité intracellulaire.