Academic literature on the topic 'Inhibiteurs de CDKs (Cyclin Dependant Kinases)'

Xenopus egg extracts induce S phase DNA replication in added sperm pronuclei in a highly regulated manner, similar to events in vivo. Removal of cyclin-dependant kinases (cdks) or cdk2 from these extracts using affinity matrices severely inhibits initiation of S phase. We have used p13suc1 beads to remove both cdk2 and cdc2 proteins from egg extracts and developed a method to replace either protein alone to assess their capacity to initiate DNA replication. Re-addition of either cdk2 or cdc2 proteins to depleted extracts, through translation of their respective mRNAs, restimulated replication, judged by both total synthesis and labelling index. An ATP-binding-site mutant cdk2 mRNA (cdk2.R33) failed to stimulate replication and inhibited S phase initiation in mock-depleted extracts. Both human and Xenopus cdc2 mRNAs rescued replication in this system. Human mutant mRNAs have been used to show that the stimulation induced requires cdc2 catalytic activity, though not its mitotically active form. Rescue of replication by p34cdc2 is also observed in extracts depleted of cdks with a cdk2 antibody, which still retain much of their endogenous cdc2 protein. We conclude that newly synthesised p34cdc2, but not the inherited ‘old’ form, can induce S phase and in this form may overlap in function with p33cdk2.

Breast cancer is a heterogeneous disease with different molecular subtypes. Most tumours are hormone receptor positive (luminal subtype) with potential endocrine responsiveness. Endocrine therapy is commonly used in these patients. Disease progression caused by endocrine resistance represents a significant challenge in the treatment of breast cancer. To understand the mechanisms of resistance of long-term oestrogen-deprived breast cancer cells, it is important to focus on cross-talk between steroid receptor signalling and other growth factor receptors and intracellular pathways. (Pre-)clinical trials showed that co-targeting these pathways can restore endocrine sensitivity. The focus of the current review is on the intracellular PI3K/AKT/mTOR signalling pathway and cyclin-dependant kinases (CDKs) in oestrogen receptor (ER)-positive breast cancer. Study results clearly show that both inhibition of the PI3K/AKT/mTOR pathway and CDK4/6 are promising ways to improve the efficacy of endocrine treatment in ER-positive breast cancer patients with comparably few side effects. Further clinical trials are needed to identify the patient population who would benefit most from a dual inhibition.

Abstract Introduction Cyclin-dependant kinases (CDKs) are a family of serine threonine kinases regulating cell cycle progression. The interaction of cyclin D (encoded by CCND1) with CDK4/6 helps in hyper-phosphorylation of the retinoblastoma (Rb) gene product, which further facilitates in progression through G1 to S phase of the cell cycle. Oncogenic signals in Hormone Receptor(HR)-positive breast cancer facilitate CCND1 amplification and overexpression of CDK4/6 to drive breast cancer proliferation and are associated with endocrine resistance in breast cancer. CDK4/6 inhibitors selectively inhibit CDK4 and CDK6, resulting in loss of RB1 phosphorylation, henceforth blocking cell cycle progression and causing G1 phase arrest. These agents have profound activity in hormone receptor positive breast cancer cell lines and work synergistically with endocrine therapies to combat endocrine resistance in breast cancer. Neutropenia is a known side effect of CDK4/6 inhibitors, with an incidence as high as 70%. Anemia as a side effect has been reported with low incidence. We report macrocytosis in patients receiving CDK4/6 inhibitors. Methods Retrospective analysis was performed at Sanford Health Bemidji. IRB approval was sought prior to initiation of the review. All patients who received CDK4/6 inhibitor in combination with hormonal therapy from 1/2016-2/2018 were included. Dates for initiating CDK4/6 inhibitor, onset of macrocytosis, maximum mean corpuscular volume (MCV-max) achieved, correlation of time with rising MCV (MCV-t) and normalization of MCV in the absence of CDK4/6 inhibitor (reversibility of macrocytosis) was documented. Complete Blood Count (CBC) was reviewed. Work up for elevated MCV was performed in each patient. Bone marrow biopsies were not performed. Results Table. All patients (n=6) had rising MCV, within 4-6 weeks of initiation of the CDK4/6 inhibitor. Time to achieve MCV more than 100, varied from 3 to 7 months, this timing did not correlate well with baseline MCV. Progressively rising MCV with the duration of use of CDK4/6 inhibitor was seen. Reversibility of MCV was seen in 3 patients (Case B, C and D) who had interruption of CDK4/6 inhibitor for health related issues. Normalization of MCV on discontinuation of CDK4/6 inhibitor and rise in MCV on resumption of CDK4/6 inhibitor was seen. Hemoglobin drop from the baseline was not seen in any of the patients. Apart from neutropenia and macrocytosis, no other abnormality was seen on CBC. Stability of disease was documented in all patients on first set of scans done at 3 months and radiologic complete remission was documented in approximately 6-9 months of being on CDK4/6 inhibition. Macrocytosis workup was performed in all patients, including vitamin B12, folic acid, TSH, reticulocyte count, peripheral smear reviews and liver function tests. Vitamin B12 was low normal in case D, and was supplemented, without any changes seen on MCV. Conclusions CDK4/6 inhibition has become extremely prevalent in the recent times for hormone receptor positive breast cancer. We hypothesize that CDK4/6 inhibition produces reversible macrocytic anemia of unknown clinical significance. Given all patients had elevation in MCV along with complete radiologic remission, there is a possible causal relationship of elevated MCV and treatment response. The long-term clinical significance of observed macrocytosis and possible dysplasia, are important questions that need to be answered in large clinical trials. Disclosures No relevant conflicts of interest to declare.

La phosphorylation des protéines par les kinases est l’une plus importantes modification post-traductionnelle dans les processus cellulaires tels que la division, la différenciation, la prolifération et l’apoptose. Due à leur rôle clef, un dérèglement des protéines kinases peut entrainer de nombreuses pathologies proliférative telles que le cancer et non prolifératives telles que les maladies neurodégénératives. Le travail de thèse s’est construit autour de 2 séries d’inhibiteurs de protéine kinases comportant les noyaux imidazo[1,2-b]pyridazine et imidazo[4,5-b]pyridine. L’objectif est d’inhiber sélectivement les protéines kinases choisies, pour leurs implications dans les pathologies visées au laboratoire. Les imidazo[1,2-b]pyridazines ont été préparées pour identifier des inhibiteurs de CLK1 et DYRK1A, cibles potentielles dans la maladie d’Alzheimer. Parmi les imidazo[1,2-b]pyridazines synthétisées, plusieurs molécules se sont révélées particulièrement sélectives de DYRKs et CLKs, avec des IC50 < 100 nM. Une relation structure-activité basée sur la synthèse de 70 molécules, a permis de dégager des éléments structuraux de la sélectivité des molécules. L’évaluation des produits a également été portée sur les kinases de parasites. Il a ainsi été possible d’identifier quelques inhibiteurs actifs sur PfCLK1. La seconde partie de cette thèse avait pour objectif l’optimisation du protocole de synthèse imidazo[4,5-b]pyridines, analogue de la roscovitine. Des dérivés s’étaient révélés capables d’inhiber la formation de kystes, dans un modèle cellulaire de polykystose rénale. Une synthèse en sept étapes a conduit à plusieurs grammes d’imidazo[4,5-b]pyridine 3,5,7 trisubstitués, qui sont ainsi disponibles pour l’évaluation in vivo
Phosphorylation by protein kinases is one of the most important post-translational modification in cellular processes such as division, differentiation, proliferation and apoptosis. Kinase deregulation is associated with numerous diseases such as cancer or neurodegenerative diseases. Imidazo[1,2-b]pyridazine and imidazo[4,5-b]pyridine were prepared to inhibit protein kinases involved in diseases targeted in the laboratory. The imidazo[1,2-b]pyridazines were synthesized to identify inhibitors of CLK1 and DYRK1A, potential targets in Alzheimer's disease. Among the imidazo[1,2-b]pyridazines synthesized, several molecules were found selective of DYRKs and CLKs, with IC50 < 100 nM. A structure-activity relationship based on the synthesis of 70 molecules, led to the identification of the structural bases of the selectivity. Products were also evaluated against parasite kinases. It was possible to identify some highly potent inhibitors on PfCLK1. The aim of second part of this thesis was to optimize the synthetic process to obtain imidazo[4,5-b]pyridines, which are close analogues of roscovitine. Derivatives had proved capable of inhibiting the formation of cysts in a cellular model of polycystic kidney disease. A seven-step synthesis has led to several grams of 3,5,7-trisubstituted imidazo[4,5-b]pyridine which is now available for evaluation in vivo

Le cancer, qui est la deuxième cause de mortalité en France, est aujourd'hui un problème de santé publique majeur et fait l'objet de multiples recherches. De nombreuses molécules ont été synthétisées dans l'optique de trouver des médicaments plus efficaces, plus sélectifs et surtout présentant moins d'effets secondaires. Parmi ces molécules se trouve la famille des indolocarbazoles, dont la rébeccamycine et la staurosporine sont les représentants les plus connus. Les relations structure-activité (RSA) de cette famille ont été étudiées.
Dans le cadre de la recherche de nouveaux agents cytotoxiques et d'inhibiteurs de kinases toujours plus sélectifs, la structure principale des phénylcarbazoles, appartenant à la famille des indolocarbazoles, a été modifiée par introduction d'une tropone centrale, cycle à 7 chaînons porteur d'une fonction carbonyle. Les différentes voies de synthèse permettant d'accéder à cette nouvelle famille de composés appelés oxophénylarcyriaflavines ont été étudiées. La méthode de choix retenue pour l'étape finale de la synthèse est la cyclisation électrophile en position 2 de l'indole. Cette synthèse a ensuite été généralisée aux composés substitués par des groupements hydroxyles en position 5 de l'indole d'une part et en position 4' et 5' du noyau phényle d'autre part. Les 17 molécules finales ainsi synthétisées ont subi divers tests biologiques permettant d'établir les RSA de cette nouvelle famille de composés. Finalement, la méthodologie mise au point pour les oxophénylarcyriaflavines a été étendue à la synthèse de la toute première famille de composés bisindoliques possédant également une tropone centrale.

Au sein de l’unité mixte de recherche 619 de l’Institut National de Recherche Agronomique, le groupe « Organogénèse du Fruit et Endoréduplication » étudie les acteurs moléculaires prenant part au contrôle du cycle cellulaire dans le fruit de tomate. L’objet de la présente thèse est l’étude de l’inhibiteur du cycle cellulaire Kip-Related Protein, et son rôle durant le développement du fruit. Identification de motifs protéiques fonctionnels chez l’Inhibiteur de Kinase Cycline-Dependent SlKRP1 chez Solanum lycopersicum : Leur rôle dans les interactions avec des partenaires du cycle cellulaire Les Kip-related proteins (KRPs) jouent un rôle majeur dans la régulation du cycle cellulaire. Il a été montré qu’ils inhibent les complexes CDK/Cyclin et ainsi bloquent la progression du cycle cellulaire. Malgré leur manque d’homologie avec leurs homologues animaux au delà de leur motif de liaison CDK/Cyclin, localisé à l’extrémité C-terminal de la protéine dans les séquences de plante, des études antérieurs ont montré la présence de motifs conservés spécifiques aux plantes chez certaines KRPs. Nous n’avons cependant que peu d’information concernant leur fonction. Nous montrons ici que les KRPs sont distribués en deux sous groupes phylogénétiques, et que chaque sous-groupe dispose de courts motifs spécifiques conservés. Les KRPs du sous-groupe 1 disposent ainsi de six motifs conservés entre eux. Utilisant SlKRP1, qui appartient au sous-groupe 1, nous avons identifié des motifs responsables de la localisation de la protéine et de ses interactions protéine-protéine. Nous montrons que le motif 2 est responsable de l’interaction avec CSN5, une sous-unité du complexe signalosome, et que le motif 5 a un effet redondant avec le motif 3 pour ce qui est de la localisation sub-cellulaire de la protéine. Nous montrons de plus que SlKRP1 est capable de guider SlCDKA1 et SlCycD3;1 vers le noyau, et ce même en l’absence du motif de liaison CDK/Cycline précédemment référencé. Ce nouveau site d’interaction est probablement localisé dans la partie centrale de la séquence de SlKRP1. Ces résultats apportent de nouveaux indices quant au rôle de la partie encore méconnue de cette protéine. La surexpression de SlKRP1 dans le mésocarpe de tomate détruit la proportionnalité entre endoréduplication et taille cellulaire Le fruit est un organe spécialisé résultant du développement de l’ovaire après pollinisation et fertilisation, et qui offre un environnement adéquat pour la maturation des graines et leur dispersion. De part leur importance en nutrition humaine et leur importance économique, les espèces à fruit charnu ont été le sujet d’étude développementales principalement orientée vers la formation de l’ovaire, la mise à fruit et la maturation du fruit. La phase de croissance du fruit a été beaucoup moins étudiée, bien que la division cellulaire et la croissance cellulaire prenant place durant cette période soient cruciales à la détermination de la taille finale du fruit, ainsi que de sa masse et sa forme. Le développement du mésocarpe du fruit de tomate se déroule par la succession d’une phase de division cellulaire suivie d’une phase d’expansion cellulaire associée à l’endoréduplication, menant à la formation de cellules géantes (jusqu’à 0,5mm) avec des niveaux de ploïdie pouvant atteindre 256C. Bien qu’une relation évidente entre endoréduplication et croissance cellulaire ait été montrée par de nombreux exemples chez les plantes, le rôle exact de l’endoréduplication n’a toujours pas été élucidé, étant donné que la plupart des expériences induisant une modification du niveau d’endoréduplication dans la plante affectaient aussi la division cellulaire. Nous avons étudié la cinétique du dévelopement du mésocarpe de tomate au niveau morphologique et cytologique et avons étudié l’effet de la diminution du niveau d’endoréduplication sur le dévelopement du fruit en sur-exprimant l’inhibiteur du cycle cellulaire Kip-Related Protein 1 (SlKRP1) spécifiquement dans les cellules en croissance du mésocarpe de tomate. Nous montrons une proportionnalité directe entre endoréduplication et taille cellulaire durant le développement normal du fruit, ce qui nous a permis de construire un modèle de développement du mésocarpe définissant l’épaisseur du péricarpe en ne prenant en compte que le nombre de divisions cellulaires et le nombre de tours d’endoréduplication. De façon surprenante, les mésocarpes de tomate affectés dans leur niveau d’endoréduplication par la sur-expression de SlKRP1 ne sont pas affectés au niveau de la taille des cellules ou du fruit, ni dans leur contenu métabolique. Nos résultats démontrent pour la première fois qu’alors que le niveau de ploïdie est étroitement lié avec la taille des cellules et du fruit, l’endoréduplication n’est pas responsable de la croissance cellulaire du mésocarpe de tomate
Within the Joint Research Unit 619 of the National Institute of Agronomic Research (INRA), the group "Organogenesis of the Fruit and endoreduplication" examines the molecular players involved in cell cycle control in tomato fruit. The purpose of this thesis is the study of the cell cycle inhibitor Kip-Related Protein and its role during fruit development. Identification of protein motifs in the functional inhibitor of Cyclin-Dependent Kinase in Solanum lycopersicum SlKRP1: Their role in interactions with partners in the cell cycle The Kip-related proteins (KRPs) play a major role in the regulation of cell cycle. It has been shown to inhibit the CDK / Cyclin and thus block cell cycle progression. Despite their lack of homology with their counterparts in animals beyond their binding motif CDK / Cyclin, located at the C-terminal protein sequences in the plant, previous studies have shown the presence of conserved motifs plant specific in some KRPs, but there is little information about their function. We show here that the KRPs are distributed into two phylogenetic groups, and that each subgroup has specific short conserved motifs. The KRPs from subgroup 1 have six conserved motifs. Using SlKRP1, which belongs to subgroup 1, we have identified the motifs responsible for the localization of the protein and protein-protein interactions. We demonstrate that the pattern 2 is responsible for the interaction with CSN5, a subunit of the signalosome complex, and that the motif 5 is redundant with motif 3 with respect to the sub-cellular localization of the protein. We also show that SlKRP1 is capable of guiding SlCDKA1 and SlCycD3; 1 to the nucleus, even in the absence of CDK / cyclin binding motif previously referenced. This new site of interaction is probably located in the central part of the sequence of SlKRP1. These results provide new clues about the role of the little-known part of this protein. Overexpression of SlKRP1 in tomato mesocarp disrupts the proportionality between endoreduplication and cell size The fruit is a specialized organ which results from the ovary after pollination and fertilization, and provides a suitable environment for seed maturation and dispersal. Because of their importance in human nutrition and economic importance, fleshy fruit species have been the subject of study mainly focused on the developmental formation of the ovary, fruit set and fruit ripening. The stage of fruit growth has been much less studied, although cell division and cell growth taking place during this period are crucial to determining the final size of the fruit, as well as its mass and shape. The development of tomato fruit mesocarp occurs by the estate of a phase of cell division followed by a phase of cell expansion associated with endoreduplication, leading to the formation of giant cells (up to 0.5 mm) with ploidy levels of up to 256C. Although a clear relationship between endoreduplication and cell growth has been shown by many examples in plants, the exact role of endoreduplication has still not been elucidated, since most of the experiments leading to a change in the level of endoreduplication in plants also affected cell division. We studied the kinetics of the development of tomato mesocarp morphologically and cytologically and studied the effect of the reduced level of endoreduplication in the development of the fruit over-expressing the cell cycle inhibitor Kip-Related Protein 1 (SlKRP1) specifically in the growing cells of the tomato mesocarp. We show a direct proportionality between endoreduplication and cell size during normal development of the fruit, which allowed us to build a model for development of mesocarp defining the thickness of the pericarp by taking into account the number of cell divisions and the number of rounds of endoreduplication. Surprisingly, the tomato mesocarps affected in their level of endoreduplication by over-expression of SlKRP1 are not affected in terms of cell size and fruit, or on their metabolic content. Our results demonstrate for the first time that while the level of ploidy is closely linked with cell size and fruit, endoreduplication is not responsible for the cell growth of tomato mesocarp

Cette thèse a pour objectif l’identification de nouveaux inhibiteurs de kinase et plus particulièrement de kinases dépendantes de cyclines (CDKs). Des inhibiteurs de CDKs sont en essais cliniques depuis une dizaine d’année. Un faisceau d’informations récentes montre que cette nouvelle classe pharmacologique pourrait prochainement occuper une place prépondérante dans la thérapie antitumorale. L’introduction de cette thèse décrit les principaux inhibiteurs de CDKs en se focalisant sur ceux dont le développement clinique est en cours et sur les structures les plus récemment divulguées (2009 à 2013). Trois molécules avancées en études cliniques s’avèrent intéressantes et s’approchent de la mise sur le marché : la Roscovitine (phase clinique IIb), le Dinaciclib (phase clinique III) et le Palbociclib (phase clinique III). D’un point de vue expérimental, cette thèse se décompose en deux parties principales. La première modulation a consisté à rechercher des nouveaux groupements qui pourraient sur des squelettes déjà connus comme les purines apporter un avantage en ce qui concerne l’activité des produits. Les structures cristallines des complexes inhibiteur-enzymes et notamment celles de Roscovitine-CDK2 et CR8-CDK2 ont guidé la conception des nouvelles molécules. C’est ainsi que sur les structures biaryliques déjà connues, un groupement phénol a été greffé sur l’un des cycles conduisant ainsi à de nouveaux inhibiteurs de kinases. Ces molécules sont plus puissantes que les produits non hydroxylés. L’augmentation de l’activité est particulièrement sensible au niveau de la kinase CDK2 qui est impliquée notamment dans régulation du cycle cellulaire. La seconde partie du travail porte sur la recherche de structures isostères des purines. Ainsi, le squelette thieno[3,2-d]pyrimidines a été développé de novo. Deux types d’intermédiaires produits ont été préparés afin de permettre la diversification des structures. En premier temps la voie de synthèse via l’intermédiaire thiométhyle a été conduite, néanmois cette voie présente certaines limites. Le deuxième intermédiaire trihalogéné a permi d’optimiser la préparation des molécules thieno[3,2-d]pyrimidines. Les évaluations des produits préparés ne sont pas totalement terminées. Ces molécules sont moins puissantes que les purines sur les CDKs mais agissent au niveau d’autres kinases
In the introduction, the main functions of cyclin dependent kinases are detailed. Whenever it was possible the link with pathologies where these kinases are overexpressed is presented. This is followed by the description of the inhibitors which are actually undergoing clinical testing. Most of these clinical studies are targeting cancer and leukemia. Impressive clinical results have been disclosed for Dinaciclib, Palbociclib and Roscovitine. The synthesis of two series of compounds is then envisioned. The first series of products are purine derivatives bearing a hydroxybiarylmethyl group on the 6 position of the purine scaffold. Two approaches were compared in the synthesis of the hydroxylbiarylmethylamino group. In both approaches the key step was the orthoformylation of phenols using magnesium chloride as catalyst. The prepared compounds were evaluated against kinases and a tumor cell line. They were found more potent than homologous products without hydroxyls. The second families of products are thieno[3,2-d]pyrimidines. A new general route to these products based on the preparation of 7-bromo-2,4-dichloro-thieno[3,2-d]pyrimidine which can allow the synthesis of a large diversity of trisubstituted derivatives

Les phosphatases CDC25 sont des éléments-clé de la régulation du cycle cellulaire chez les eucaryotes; elles activent par une double déphosphorylation les complexes CDK/cyclines permettant ainsi la progression dans les différentes phases du cycle. Leur sur-expression, observée dans des cancers très fréquents, est corrélée à une forte agressivité des tumeurs et un mauvais pronostic ce qui en fait des cibles d’intérêt en cancérologie. Deux nouvelles séries d’inhibiteurs ont été développées à partir d’une thiazolopyrimidinone (TZP), capable d’inhiber l’activité des CDC25, et préalablement identifiée par l’équipe. La première série a été obtenue par dimérisation de deux noyaux thiazolones conduisant à des inhibiteurs avec des CI50 de l’ordre du micromolaire sur CDC25B plus actifs que les mono-thiazolones, ces composés étant sélectifs vs PTP1B et VHR. De plus, ces dimères semblent interagir avec le site actif et la poche de liaison des inhibiteurs. Une deuxième série d’analogues de thiazolidin-4-one a été obtenue par simplification de la structure TZP. Une réaction à quatre composants, utilisant l’énergie micro-onde, a été développée pour préparer rapidement des inhibiteurs de CDC25B avec des CI50 de l’ordre du micromolaire. Enfin, une approche originale pour inhiber CDC25 en ciblant l’interaction CDC25/CDK-Cycline a débutée. Un crible in silico/in vitro sera réalisé afin d’identifier de petites molécules inhibitrices de cette interaction. Des études préliminaires pour la mise en place d’outils permettant l’évaluation de l’affinité de ces molécules pour le site de reconnaissance de CDK2 ont été engagées
CDC25 phosphatases are key regulators of the cell cycle and its checkpoints. Hence, they are required to dephosphorylate and thus activate the Cdk/Cyclin complexes triggering progression through the different phases. Over-expression of CDC25 has been demonstrated in a large number of human tumors and is often associated with aggressiveness and poor clinical prognosis. CDC25 phosphatases may therefore represent attractive targets for anti-cancer therapy. Starting from a thiazolopyrimidinone (TZP) structure, previously reported as CDC25 inhibitor in our laboratory, two series of new compounds have been developed. Dimerisation of the thiazolone scaffold led to bis-thiazolone derivatives with inhibitory activities in the micromolar range greater than that observed for the mono-thiazolones. Moreover, most of these compounds were selective CDC25 inhibitors. A second scaffold was designed by opening of the pyrimidine ring of the TZP, leading to thiazolidine-4-one derivatives that inhibit CDC25B activities with values of IC50 in the micromolar range. A four-component reaction, using micro-wave irradiation, was developed to rapidly prepare these compounds. Finally, an approach aiming at inhibiting the interactions between phosphatase CDC25 and its substrate CDK2 was engaged. Several virtual chemical libraries will be screened in silico, and the small molecules candidates selected will be assessed for their binding affinity using an in vitro assay, that we sought to develop