Academic literature on the topic 'Kinétoplastides'

Les kinétoplastides sont un groupe de protozoaires, et qui menace plus de 400 millions de personnes dans le monde entier. Ils possèdent des segments d'expansion d'ARNr (SE) inhabituellement plus larges dans les sous-unités 40S. Ici, nous avons purifié à partir de lysats de cellules de T. cruzi des complexes d'initiation natifs (48S IC) et des sous-unités de 40S natives que nous avons ensuite analysées par cryo-ME. La structure des 48S IC révèle certains des aspects spécifiques de la traduction aux kinétoplastides, tels qu'un réseau d’interaction complexe entre eIF3 et SEs. En outre, notre structure met en évidence le rôle de DDX60 dans l'initiation de la traduction chez les kinétoplastides. La structure d'une sous-unité 40S native révèle l'existence d'un facteur non caractérisé (appelé ηF). Le site de liaison de ηF suggère un rôle dans le contrôle de la traduction. De plus, nous avons rapporté́ la structure d’une nouvelle protéine ribosomale (-r) spécifique des kinétoplastides (KSRP). Notre travail pose les premières bases structurales des aspects spécifiques de l'initiation de la traduction chez les kinétoplastides
Kinetoplastid is a group of flagellated protozoans, which threatens more than 400 million people world-wide. They possess unusual large rRNA expansion segments (ES) in the 40S, such as ES6S, ES7S and ES9S and their location suggests an involvement in the initiation process. Furthermore, all mature mRNAs possess a conserved 5’ spliced-leader. Here, we purified from T. cruzi cell lysates native initiation complexes and native 40S subunits that we then analysed by cryo-EM. The structure of native initiation complexes reveals several kinetoplastid-specific aspects of translation, such as an intricate interaction network between eIF3 and ES6S and ES7S. Furthermore, it reveals the role of DDX60 in translation initiation in kinetoplastids. The structure of native 40S subunits reveals the existence of an uncharacterized factor (termed ηF) bound at platform of the 40S. The binding site of ηF suggests a role in translational control. Moreover, we reported a novel kinetoplastid-specific ribosomal (r-) protein (KSRP) bound to the 40S subunit. Our work represents the first structural characterization of kinetoplastids-specific aspects of translation initiation

Les kinétoplastidés sont des protozoaires flagellés responsables de maladies tropicales négligées, pouvant être potentiellement mortelles chez l’Homme, telles que la leishmaniose viscérale (L. donovani et L. infantum), la trypanosomiase humaine africaine (T. brucei) ou la maladie de Chagas (T. cruzi), et pour lesquelles les traitements actuellement disponibles présentent des limitations. Ces dernières années, un regain d’intérêt est porté aux molécules anti-infectieuses nitroaromatiques, à l’image du fexinidazole. L’activité anti-kinétoplastidés de ces composés résulte de leur bioactivation sélective par des nitroréductases parasitaires, conduisant à la formation d’espèces réactives toxiques pour le parasite. Deux hits antileishmaniens et deux hits anti-Trypanosoma, substrats des nitroréductases parasitaires de type 1, ont été précédemment décrits en série 3-nitroimidazo[1,2-a]pyridine. Ces travaux de thèse portent sur la synthèse et l’étude des relations structure-activité de cent-trois dérivés originaux, dont soixante-et-un dérivés sont fonctionnalisés en positions 2, 6 et 8 du pharmacophore 3-nitroimidazo[1,2-a]pyridine, et trente-cinq dérivés sont fonctionnalisés en positions 5 ou 7, via des réactions de SN2, SNAr, ou de couplages pallado-catalysés. Deux dérivés en série 3-nitroimidazo[1,2-b]pyridazine et cinq dérivés 5-nitroimidazoles sont obtenus par miodification structurale. Ainsi, deux nouveaux hits ont été identifiés en série 3-nitroimidazo[1,2-a]pyridine, un premier antileishmanien, et un second anti-Trypanosoma, possédant tous deux de meilleurs paramètres pharmacocinétiques et physicochimiques que les hits précédents
Kinetoplastids are flagellated protozoa responsible for life-threatening neglected tropical diseases in humans, such as visceral leishmaniasis (L. donovani and L. infantum), human African trypanosomiasis (T. brucei), or Chagas disease (T. cruzi), for which currently available treatments have limitations. The antikinetoplastid activity of these compounds results from their selective bioactivation by parasitic nitroreductases, leading to the formation of reactive species toxic to the parasite. Two antileishmanial and two anti-Trypanosoma hits, substrates of type 1 parasitic nitroreductases, have been previously described in 3-nitroimidazo[1,2-a]pyridine series. This thesis work focuses on the synthesis and structure-activity relationships of one hundred and three original derivatives, of which sixty-one derivatives are functionalized at positions 2, 6, and 8 of the 3-nitroimidazo[1,2-a]pyridine pharmacophore, and thirty-five derivatives are functionalized at positions 5 or 7, via SN2, SNAr, or pallado-catalyzed coupling reactions. Two 3-nitroimidazo[1,2-b]pyridazine series derivatives are also obtained from a scaffold-hopping strategy, and five 5-nitroimidazole derivatives are obtained by structural simplification. Thus, two new hits were identified in 3-nitroimidazo[1,2-a]pyridine series, a first one antileishmanial, and a second one anti-Trypanosoma, both showing better pharmacokinetic (microsomal stability, human albumin binding) and physicochemical (water solubility, PAMPA permeability tests) properties than the previous hits

Les maladies tropicales négligées causées par les protozoaires kinétoplastidés du genre Leishmania et Trypanosoma représentent une menace pour près d’un demi-milliard de personnes en zone intertropicale, entrainant jusqu’à 50 000 décès par an. Parmi les molécules en développement clinique pour traiter ces pathologies, le fexinidazole est une prodrogue appartenant à la famille des 5-nitroimidazoles et qui exerce son action anti-infectieuse via une étape de bioactivation catalysée par des nitroréductases (NTR) parasitaires, enzymes dont le co-facteur est une flavine. Afin d’identifier de nouveaux nitrohétérocycles antiparasitaires substrats des NTR, une petite chimiothèque d’imidazo[1,2-a]pyridines synthétisées au laboratoire a subi un criblage in vitro ayant conduit à l’identification d’une molécule Hit, à la fois active sur Leishmania donovani et Trypanosoma brucei brucei. Ce composé a servi de point de départ à un travail de pharmacomodulation, dans un premier temps en position 8 du cycle imidazo[1,2-a]pyridine : l’introduction de groupements variés à l’aide de réactions de couplage pallado-catalysées de Suzuki-Miyaura, Sonogashira et Buchwald-Hartwig ou des réactions de SNAr, a permis de mettre en lumière plusieurs composés « tête de série » au profil biologique nettement amélioré. Dans un second temps, le travail de pharmacomodulation entrepris a été étendu aux positions 2, 3 et 6 du cycle imidazo[1,2-a]pyridine en vue de compléter les données de relations structure-activité, d’étudier en particulier l’impact du potentiel rédox et d’optimiser les paramètres physico-chimiques et pharmacocinétiques in vitro des meilleurs composés
The kinetoplastids of the Leishmania and Trypanosoma genus are the causative agents of neglected tropical diseases that threaten nearly half a billion people in the intertropical zone, resulting in 50 000 deaths per year. Among the molecules in clinical development to treat these pathologies, fexinidazole is a prodrug belonging to the 5-nitroimidazoles family, which exerts its anti-infectious action via a bioactivation step catalyzed by parasitic nitroreductases (NTR), enzymes whose cofactor is a flavin. In order to identify novel nitroheterocycles as parasitic NTR substrates, a small chemical library of imidazo[1,2-a]pyridines synthesized by our laboratory was screened in vitro, leading to the identification of a Hit molecule active both on Leishmania donovani and Trypanosoma brucei brucei. This compound served as a starting point for a pharmacomodulation work, initially in position 8 of the imidazo[1,2-a]pyridine ring: the introduction of various chemical groups using the pallado-catalyzed coupling reactions of Suzuki-Miyaura, Sonogashira and Buchwald-Hartwig, or SNAr reactions, highlighted several "lead" compounds with a significantly improved biological profile. In a second step, the pharmacomodulation work was extended to positions 2, 3 and 6 of the imidazo[1,2-a]pyridine ring in order to complete the structure-activity relationship data, to study in particular the impact of the redox potential and to optimize the physicochemical and in vitro pharmacokinetic parameters of the best compounds in order to initiate the study of their in vivo activity on a trypanosomiasis mouse model

Les maladies tropicales négligées causées par les protozoaires kinétoplastidés du genre Leishmania et Trypanosoma représentent une menace pour près d’un demi-milliard de personnes en zone intertropicale, entrainant jusqu’à 50 000 décès par an. Parmi les molécules en développement clinique pour traiter ces pathologies, le fexinidazole est une prodrogue appartenant à la famille des 5-nitroimidazoles et qui exerce son action anti-infectieuse via une étape de bioactivation catalysée par des nitroréductases (NTR) parasitaires, enzymes dont le co-facteur est une flavine. Afin d’identifier de nouveaux nitrohétérocycles antiparasitaires substrats des NTR, une petite chimiothèque d’imidazo[1,2-a]pyridines synthétisées au laboratoire a subi un criblage in vitro ayant conduit à l’identification d’une molécule Hit, à la fois active sur Leishmania donovani et Trypanosoma brucei brucei. Ce composé a servi de point de départ à un travail de pharmacomodulation, dans un premier temps en position 8 du cycle imidazo[1,2-a]pyridine : l’introduction de groupements variés à l’aide de réactions de couplage pallado-catalysées de Suzuki-Miyaura, Sonogashira et Buchwald-Hartwig ou des réactions de SNAr, a permis de mettre en lumière plusieurs composés « tête de série » au profil biologique nettement amélioré. Dans un second temps, le travail de pharmacomodulation entrepris a été étendu aux positions 2, 3 et 6 du cycle imidazo[1,2-a]pyridine en vue de compléter les données de relations structure-activité, d’étudier en particulier l’impact du potentiel rédox et d’optimiser les paramètres physico-chimiques et pharmacocinétiques in vitro des meilleurs composés
The kinetoplastids of the Leishmania and Trypanosoma genus are the causative agents of neglected tropical diseases that threaten nearly half a billion people in the intertropical zone, resulting in 50 000 deaths per year. Among the molecules in clinical development to treat these pathologies, fexinidazole is a prodrug belonging to the 5-nitroimidazoles family, which exerts its anti-infectious action via a bioactivation step catalyzed by parasitic nitroreductases (NTR), enzymes whose cofactor is a flavin. In order to identify novel nitroheterocycles as parasitic NTR substrates, a small chemical library of imidazo[1,2-a]pyridines synthesized by our laboratory was screened in vitro, leading to the identification of a Hit molecule active both on Leishmania donovani and Trypanosoma brucei brucei. This compound served as a starting point for a pharmacomodulation work, initially in position 8 of the imidazo[1,2-a]pyridine ring: the introduction of various chemical groups using the pallado-catalyzed coupling reactions of Suzuki-Miyaura, Sonogashira and Buchwald-Hartwig, or SNAr reactions, highlighted several "lead" compounds with a significantly improved biological profile. In a second step, the pharmacomodulation work was extended to positions 2, 3 and 6 of the imidazo[1,2-a]pyridine ring in order to complete the structure-activity relationship data, to study in particular the impact of the redox potential and to optimize the physicochemical and in vitro pharmacokinetic parameters of the best compounds in order to initiate the study of their in vivo activity on a trypanosomiasis mouse model

Les kinétoplastidés sont des protozoaires flagellés responsables de maladies tropicales négligées mortelles telles que la leishmaniose viscérale (L. donovani et L. infantum) ou la trypanosomiase humaine africaine (T. brucei), pour lesquelles les traitements disponibles sont très limités. Depuis quelques années, on observe un regain d'intérêt pour le développement de nitrohétérocycles aromatiques anti-infectieux tels que le delamanide et le féxinidazole. De récentes études indiquent que l'activité anti-kinétoplastidés de ces dérivés repose sur leur bioactivation sélective par des nitroréductases parasitaires, conduisant à la formation de métabolites réduits électrophiles, fortement cytotoxiques. Suite à des études préliminaires réalisées dans notre équipe en série 8-nitroquinoléin-2(1H)-one, ces travaux de thèse portent sur la synthèse et l'étude in vitro de l'activité antiparasitaire de 80 dérivés notamment fonctionnalisés en positions 3 et 6 du pharmacophore par divers motifs, notamment via la mise au point de réactions d'halogénation sélective et de couplages pallado-catalysés. Ainsi, 5 nouvelles molécules hits (4 anti-kinétoplastidés et 1 sélective de T. brucei) ont été identifiées (0,01 µM ≤ CI50 ≤ 7 µM et 13 < IS < 1500), trois d'entre-elles étant des substrats sélectifs des nitroréductases parasitaires de type I. Afin de préciser les relations structure-activité, une étude des potentiels de réduction a également été menée. Des études physico-chimiques (solubilité, test de perméabilité PAMPA) et pharmacocinétiques in vitro (stabilité microsomale et fixation à l'albumine humaine) sont venues compléter ce travail. Enfin, des évaluations de la mutagénicité et de la génotoxicité de ces hits sur des cellules procaryotes et humaines ont été conduites, dans le but de statuer sur leur potentiel pharmaceutique antiparasitaire humain et vétérinaire
Kinetoplastids are flagellated protozoan parasites responsible for lethal neglected tropical diseases, such as visceral leishmaniasis (L. donovani and L. infantum) or sleeping sickness (T. brucei brucei), for which very few drugs are available. Nowadays, nitroheterocyclic compounds present a renewed interest as anti-infective agents, as illustrated by the development of fexinidazole and delamanid. Some recent studies demonstrated that the antikinetoplastid activity of these derivatives involves their selective bioactivation by parasitic nitroreductases, leading to the formation of electrophilic reduced metabolites, highly cytotoxic. Based on preliminary studies conducted in our team in 8-nitroquinolin-2(1H)-one series, this PhD work is about the synthesis and in vitro antiparasitic study of 80 derivatives mainly functionalized at positions 3 and 6 of the pharmacophore by various substituents, especially via the optimization of selective halogenation and pallado-catalyzed cross coupling reactions. Thereby, 5 new hit compounds (4 antikinetoplastid and 1 selective of T. brucei) were identified (0.01 µM ≤ IC50 ≤ 7 µM and 13 < SI < 1500), three of them being selective substrates of type I parasitic nitroreductases. In order to refine the structure-activity relationship studies, an analysis of reduction potentials was also conducted. In vitro physicochemical (solubility, PAMPA permeability assay) and pharmacokinetic (microsomal stability and human albumin binding) experiments completed this work. Finally, the mutagenicity and genotoxicity evaluations of these new hit compounds toward prokaryotic and human cells were realized, in order to assess their human and veterinary antiparasitic pharmaceutical potential

Les maladies à kinétoplastidés sont des parasitoses vectorielles dues à des protozoaires flagellés sanguicoles. Parmi celles-ci, la Trypanosomose Africaine due à un parasite du genre Trypanosoma touche à la fois les Hommes et les animaux. Chez l’Homme, cette maladie, plus connue sous le nom de maladie du sommeil, évolue classiquement en 2 stades. Le stade hémolymphatique où le parasite se multiplie dans le sang et la lymphe et le stade nerveux caractérisé par la présence du parasite au niveau cérébral. En l’absence d’une thérapeutique adapté, la mort est inéluctable. Actuellement les traitements proposés en médecine humaine comme vétérinaire sont anciens, non dénués de toxicité et sont à l’origine de cas de résistances de plus en plus marqués. La recherche de nouvelles molécules est donc primordiale pour pouvoir espérer maitriser cette pathologie. C’est dans ce contexte que nous avons étudié deux familles de molécules capables de reconnaitre des sites parasitaires : (i)Les nitroimidazolés qui vont interagir avec les nitroréductases pour générer des intermédiaires toxiques, et (ii) les dérivés phénanthroliniques ciblant les télomérases afin de perturber la synthèse d’ADN du trypanosome. Notre travail de thèse a permis d’évaluer le pouvoir trypanocide de différentes molécules de ces deux familles à la fois par des tests in vitro mais aussi sur un modèle murin infecté par une souche de Trypanosoma brucei brucei. La finalité de ce travail étant d’identifier de nouveaux candidats médicaments. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence des composés d’intérêt qui ouvrent de nouvelles voies de recherche pour lutter contre cette parasitose, mais aussi plus largement contre tous les kinétoplastidés
Kinetoplastid diseases are vectorial parasitoses caused by flagellated blood protozoa. Among these, African Trypanosomiasis, due to a parasite of the genus Trypanosoma, affects both humans and animals. In humans, this disease, known as sleeping sickness, progresses classically in 2 stages: the hemolymphatic stage characterized by multiplication of the parasite in blood and lymph and the nervous stage characterized by the presence of the parasite in the brain. In the absence of appropriate therapy, death is inevitable. Currently, the treatments proposed in human and veterinary medicine are old, toxic and at the origin of cases of resistance. The search for new molecules is therefore essential to control this pathology. It is in this context that we studied two families of molecules which recognize parasitic sites: (i) Nitroimidazoles that interact with nitroreductases to generate toxic intermediates, and (ii) Phenanthroline derivatives targeting telomerases to disrupt trypanosome DNA synthesis. Our thesis research evaluated the trypanocidal power of different molecules from these two families both by in vitro tests and in a mouse model infected with a strain of Trypanosoma brucei brucei. The purpose of this work was to identify new drug candidates. The results obtained have made it possible to identify compounds of interest that open up new pathways of research to control this parasite, as well as all kinetoplastidae

Diplonema papillatum est un organisme unicellulaire qui vit dans l’océan. Son génome mitochondrial possède une caractéristique spéciale: tous les gènes sont brisés en de multiples fragments qui s’appellent modules. Chaque module est codé par un chromosome différent. L’expression d’un gène exige des épissages-en-trans qui assemblent un ARN messager complet à partir de tous les modules du gène. Nous avons précédemment montré que le gène cox1 est encodé dans neuf modules avec six Us non encodés entre le module 4 et le module 5 de l’ARN messager mature [1]. Nous n’avons identifié aucune séquence consensus connue de site d’épissage près des modules. Nous spéculons qu’un ARN guide (gRNA) a dirigé l’épissage-en-trans du gène cox1 par un mécanisme qui est semblable à l’édition d’ARN par l’insertion/la suppression des Us chez les kinétoplastides, le groupe sœur des diplonémides. Nous avons trouvé que les six Us sont ajoutés au bout 3’ de l’ARN d’une façon semblable à ceux ajoutés par le TUTase lors de l’édition de l’insertion des Us chez les kinétoplastides. Nous avons construit des profils de gRNA de l’épissage-en-trans avec les expressions régulières basé sur notre connaissance des gRNAs dans l’édition d’ARN chez les kinétoplastides. Selon la complémentarité partielle entre le gRNA et les deux modules adjacents, nous avons généré des amorces pour RT-PCR visant à détecter des séquences qui sont assorties à un des profils de gRNA. Une expérience pilote in vitro n’a pas permis de reconstituer l’épissage-en-trans des modules 3, 4, et 5, suggérant que nous devons améliorer nos techniques.
Diplonema papillatum is a single cellular organism that lives in the ocean. Its mitochondrial genome possesses a special feature: all genes are fragmented in multiple pieces that are called modules and each module is encoded by a different chromosome. Expression of a gene requires trans-splicing that successfully assemble a full-length mRNA from all modules of the gene. It was previously shown that the cox1 gene is encoded in nine modules that are all located on different chromosomes; moreover, a stretch of six non-encoded Us exist between Module 4 and 5 in the mature mRNA [1]. No consensus sequence of known splicing sites was identified near the modules. We speculate that trans-splicing of the cox1 gene is directed by guide RNAs (gRNAs) via a mechanism that is similar to U-insertion/deletion editing in kinetoplastids, the sister group of diplonemids. We have detected populations of small RNA molecules that could come from mitochondrial. We found that the six Us were added to the 3’ end of Module 4 in a similar way to the Us added by the TUTase in kinetoplastid U-insertional editing. Sequence profiles of possible trans-splicing gRNAs were constructed in regular expressions based on our knowledge of known gRNAs in kinetoplastid RNA editing. According to the complementarity between the gRNA and the two adjacent modules, primers were designed for RT-PCR that aims to detect gRNA sequences. Among the results, we identified sequences that match or partially match the gRNA profiles. A pilot in vitro assay did not reconstitute trans-splicing of module 3, 4 and 5, suggesting that further technical improvements are needed.