Nucléoside carbocyclique
Un nucléoside carbocyclique, parfois appelé carbanucléoside, est un analogue structurel de nucléoside dans lequel l'atome d'oxygène du cycle furanose est remplacé par un groupe méthylène –CH2–[1]. Ceci confère une stabilité accrue à la base nucléique, qui n'est pas clivée par les phosphorylases et les hydrolases de dégradation des nucléosides.
Les nucléosides carbocycliques conservent la plupart des propriétés biologiques des nucléosides dont ils sont homologues, car ils sont reconnus de la même façon par diverses enzymes et récepteurs.
Occurrence naturelle modifier
L'aristéromycine[2], analogue cyclopentanique de l'adénosine, et la néplanocine A[3], analogue cyclopenténique de l'aristéromycine, ont été isolées de sources naturelles et présentent une activité biologique antivirale et antitumorale significative. La néplanocine A est ainsi un puissant inhibiteur de la S-adénosylhomocystéine hydrolase et de la multiplication du virus de la variole chez la souris[4].
Typologie des nucléosides carbocycliques modifier
Un grand nombre de nucléosides carbocycliques à base de pyrimidines et de purines ont été préparés, et plusieurs d'entre eux présentent des propriétés biologiques intéressantes.
Nucléosides carbocycliques pyrimidiques modifier
La cyclopenténylcytosine (CPE-C), analogue cyclopenténique de la cytosine, a été développée comme antinéoplasique et antiviral, avec des effets significatifs contre les Orthopoxvirus et le virus du Nil occidental. La (E)-5-(2-bromovinyl)-2-désoxyuridine carbocyclique (C-BVDU) présente une action contre l'herpes simplex virus 1 (HSV-1) et le virus varicelle-zona (VZV, varicelle et zona) aussi bien in vitro qu'in vivo[5].
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Cyclopenténylcytosine (CPE-C). -
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(E)-5-(2-bromovinyl)-2-désoxyuridine carbocyclique (C-BVDU).
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Nucléosides carbocycliques puriques modifier
L'abacavir et l'entécavir (en) sont deux nucléosides carbocycliques à guanine. Ce sont des inhibiteurs de la transcriptase inverse, utilisés respectivement contre le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) et le virus de l'hépatite B (VHB).
Abacavir a été développé à partir de racémique de (±)-carbovir, qui avait été identifié en 1988 par Robert Vince et al. comme le premier nucléoside carbocyclique efficace contre le VIH avec une faible cytotoxicité[6]. Il a par la suite été montré que c'est l'énantiomère (–) qui est la forme biologiquement active comme inhibiteurs de la transcriptase inverse[7]. La faible solubilité de ce composé en milieu aqueux, sa faible biodisponibilité orale et sa faible pénétration dans le système nerveux central ont néanmoins empêché son développement comme médicament anti-VIH. Ces difficultés ont été résolues en recherchant des promédicaments analogues au (–) carbovir, ce qui a conduit à l'abacavir[8].
L'entécavir (en), un analogue de la guanosine, a été décrit en 1997 comme un puissant inhibiteur sélectif du virus de l'hépatite B[9].
La 2’-ara-fluoro-guanosine carbocyclique a été décrite en 1988 comme le premier exemple d'un analogue de nucléoside synthétique présentant une activité contre les herpèsvirus HSV-1 et HSV-2 supérieure in vitro à celle de son analogue furanose naturel[10].
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(–) Carbovir. -
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2’-ara-Fluoro-guanosine carbocyclique.
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Nucléosides carbocycliques à cycles à trois, quatre et six atomes modifier
On réservait initialement la dénomination de nucléoside carbocyclique aux homologues à cycle à cinq atomes, correspondant à la configuration des nucléosides, mais le terme a été étendu aux composés à cycle à trois, quatre et six atomes[11],[12].
Notes et références modifier
- (en) Victor E. Marquez et Mu-Ill Lim, « Carbocyclic nucleosides », Medicinal Research Reviews, vol. 6, no 1, , p. 1-40 (PMID 3512934, DOI 10.1002/med.2610060102, lire en ligne)
- (en) Taiki Kusaka, Hiroichi Yamamoto, Motoo Shibata, Masayuki Muroi, Toyokazu Kishi et Komei Mizuno, « Streptomyces citricolor nov. sp. and a new antibiotic, aristeromycin », The Journal of Antibiotics, vol. 21, no 4, , p. 255-263 (PMID 5671989, lire en ligne)
- (en) Satoshi Yaginuma, Naoki Muto, Masatoshi Tsujino, Yasuhiro Sudate, Mitsuo Hayashi et Masaru Otani, « Studies on neplanocin A, new antitumor antibiotic. I. Producing organism, isolation and characterization », The Journal of Antibiotics, vol. 34, no 4, , p. 359-366 (PMID 7275815, lire en ligne)
- (en) R. T. Borchardt, B. T. Keller et U. Patel-Thombre, « Neplanocin A. A potent inhibitor of S-adenosylhomocysteine hydrolase and of vaccinia virus multiplication in mouse L929 cells », Journal of Biological Chemistry, vol. 259, no 7, , p. 4353-4358 (PMID 6707008, lire en ligne)
- (en) J. M. Cameron, « New antiherpes drugs in development », Reviews in Medical Virology, vol. 3, no 4, , p. 225-236 (DOI 10.1002/rmv.1980030406, lire en ligne)
- (en) Robert Vince, Mei Hua, Jay Brownell, Susan Daluge, Fangchen Lee, William M. Shannon, George C. Lavelle, Jeanine Qualls, Owen S. Weislow, Rebecca Kiser, Peter G. Canonico, Robert H. Schultz, V.L. Narayanan, Joseph G. Mayo, Robert H. Shoemaker et Michael R. Boyd, « Potent and selective activity of a new carbocyclic nucleoside analog (Carbovir: NSC 614846) against human immunodeficiency virus In vitro », Biochemical and Biophysical Research Communications, vol. 156, no 2, , p. 1046-1053 (PMID 2847711, DOI 10.1016/S0006-291X(88)80950-1, lire en ligne)
- (en) S. G. Carter, J. A. Kessler et C. D. Rankin, « Activities of (-)-carbovir and 3'-azido-3'-deoxythymidine against human immunodeficiency virus in vitro », Antimicrobial Agents and Chemotherapy, vol. 34, no 6, , p. 1297-1300 (PMID 2393292, PMCID 171808, DOI 10.1128/AAC.34.6.1297, lire en ligne)
- (en) S. M. Daluge, S. S. Good, M. B. Faletto, W. H. Miller, M. H. St Clair, L. R. Boone, M. Tisdale, N. R. Parry, J. E. Reardon, R. E. Dornsife, D. R. Averett et T. A. Krenitsky, « 1592U89, a novel carbocyclic nucleoside analog with potent, selective anti-human immunodeficiency virus activity », Antimicrobial Agents and Chemotherapy, vol. 41, no 5, , p. 1082-1093 (PMID 9145874, PMCID 163855, lire en ligne)
- (en) G. S. Bisacchia, S. T. Chaoa, C. Bachardb, J. P. Darisb, S. Innaimoc, G. A. Jacobsa, O. Kocya, P. Lapointeb, A. Martelb, Z. Merchanta, W. A. Slusarchyka, J. E. Sundeena, M. G. Younga, R. Colonnoc et R. Zahlera, « BMS-200475, a novel carbocyclic 2′-deoxyguanosine analog with potent and selective anti-hepatitis B virus activity in vitro », Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, vol. 7, no 2, , p. 127-132 (DOI 10.1016/S0960-894X(96)00594-X, lire en ligne)
- (en) Alan D. Borthwick, Suzanne Butt, Keith Biggadike, Anne M. Exall, Stanley M. Roberts, Peter M. Youds, Barrie E. Kirk, Brian R. Booth, Janet M. Cameron, Susan W. Cox, Clara L. P. Marr et Mark D. Shill, « Synthesis and enzymatic resolution of carbocyclic 2′-ara-fluoro-guanosine: a potent new anti-herpetic agent », Journal of the Chemical Society, Chemical Communications, vol. 10, , p. 656-658 (DOI 10.1039/C39880000656, lire en ligne)
- (en) Xue-Feng Zhu, « The Latest Progress in the Synthesis of Carbocyclic Nucleosides », Nucleosides Nucleotides Nucleic Acids, vol. 19, no 3, , p. 651-690 (PMID 10843500, DOI 10.1080/15257770008035015, lire en ligne)
- (en) Juan B. Rodríguez et María J. Comin, « New Progresses in the Enantioselective Synthesis and Biological Properties of Carbocyclic Nucleosides », Mini Reviews in Medicinal Chemistry, vol. 3, no 2, , p. 95-114 (PMID 12570843, DOI 10.2174/1389557033405331, lire en ligne)
