Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Cette thèse présente les travaux accomplis concernant la synthèse de saponines triterpéniques naturelles et non-naturelles à génine de type lupane et l'évaluation de leurs activités anticancéreuse et hémolytique. Dans un premier temps, une voie de synthèse a été développée pour la préparation de deux saponines naturelles contenant une section osidique particulière, c'est-à-dire a-L-rhamnopyranosyl-(l->2)-a-Larabinopyranose, à la position C-3. Ces saponines d'acide bétulinique isolées de plantes de la médecine traditionnelle orientale ont été obtenues dans des rendements globaux de 10 et 27% à partir de l'allyl bétulinate selon une approche de glycosylation linéaire impliquant huit étapes de synthèse. Par ailleurs, des analyses RMN à différentes températures (0 à 100 °C) ont permis de constater l'instabilité conformationnelle caractéristique du L-arabinose oscillant entre les conformères chaises Ci et C4 lorsque substitué en position 2' par un groupement stériquement encombré.

Dans un deuxième temps, une librairie de huit saponines bidesmosidiques à génine bétulinol et acide bétulinique a été synthétisée par l'utilisation judicieuse de différentes procédures de glycosylation telles que la méthode inverse de Schmidt et les conditions réactiomielles par transfert de phase. L'étude des relations structureactivité a démontré que le bétulinol 3,28-O-bis-a-L-rhamnopyranoside se révèle un puissant anticancéreux inhibant sélectivement la croissance des cellules provenant des cancers les plus prévalents chez l'homme (IC50 = 1,7-1,9 (imol'L"1). Une telle augmentation de la cytotoxicité en lien avec la présence de sections L-rhamnose suggère que les membranes de certaines cellules cancéreuses pourraient contenir des récepteurs protéiques spécifiques au L-rhamnose facilitant ainsi la diffusion de la saponine à l'intérieur du cytoplasme avant l'induction de l'apoptose.

Dans un troisième temps, l'activité hémolytique d'une série de saponines triterpéniques de type lupane semi-synthétiques a été évaluée en comparaison avec certaines saponines naturelles de type oléanane telles que l'a-hédérine et l'hédéracolchiside Aj. Les résultats révèlent que les saponines de type lupane, tout comme leurs homologues triterpéniques (bétulinol et acide bétulinique), n'induisent pas la lyse des globules rouges (HD50 >100 nmoML"1), et ce, indépendamment de la nature des sections osidiques. Quelques exceptions subsistent toutefois pour certaines saponines à génine acide bétulinique contenant des sections a-L-rhamnopyranosyl- (l?»2)-a-L-arabinopyranose à la position C-3 et pour l'acide 3,28-0-bis-a-Lrhamnopyranoside bétulinique qui exercent une faible activité hémolytique (HD50 = 78-94 umol'L4). Par ailleurs, les résultats obtenus relatifs à l'évaluation de la perméabilisation des membranes cellulaires suggèrent fortement que l'activité anticancéreuse des saponines de type iupane est due à une induction de l'apoptose cellulaire plutôt qu'à la formation de pores au sein des membranes phospholipidiques comme c'est le cas pour l'hédéracolchiside A\.

Dans un quatrième temps, la section a-L-rhamnopyranosyl-(l?»2)-[oe-Lrhamnopyranosyl-( l?*4)]-/3-D-glucopyranoside ou chacotriose retrouvée sur ia dioscine, une saponine stéroïdique anticancéreuse utilisée en médecine traditionnelle orientale, a été greffée à la position C-3 des triterpènes de type lupane tels que le lupéol, le bétulinol et l'acide bétulinique. La méthodologie de synthèse impliquait la protection régioséîective des alcools en position 3' et 6' de la section glucose suivie du couplage subséquent avec des unités rhamnose via la procédure inverse de Schmidt. L'étude des relations structure-activité a montré que l'ajout d'une section chacotriosidique hautement polaire en position C-3 du squelette lupane a un impact négatif sur l'activité anticancéreuse (IC50 >50 umohL" ). En revanche, les dérivés de réarrangement, c'est-à-dire les chacotriosides d'allobétulinol et de 28- oxoallobétulinol, exercent une activité antiproliférative envers les cellules cancéreuses du poumon, du côlon, du sein et de la prostate (IC50 = 10-18 jimol'L"1).

Finalement, après plusieurs essais infructueux, la synthèse de l'acide 28-0-jS-Dglucuronide bétulinique, un metabolite acyî-glucuronide, a été réalisée avec succès (68%, deux étapes) par l'utilisation des conditions réactionnelles de transfert de phase. Les résultats suggèrent que cette molécule pourrait être utilisée en tant que prodrogue anticancéreuse selon certains critères spécifiques à la stratégie prodrogue monothérapie (PMT). En effet, la prodrogue 1) possède une très bonne stabilité dans le tampon phosphate, 2) possède une hydrosoiubilité supérieure à l'acide bétulinique, 3) est non-cytotoxique et non-hémolytique, et 4) constitue un très bon substrat libérant Faglycone cible en présence de la |3-D-glucuronidase, une enzyme surexprimée dans les zones nécrotiques des tumeurs. De plus, cette méthodologie de synthèse pourrait être utilisée ultérieurement pour la préparation des metabolites glucuronidés du bevirimat, un agent anti-VIH dérivé de l'acide bétulinique présentement en phase clinique de phase II.