Photopharmacologie, Photoisomérisation, Azobenzènes, Azologisation, Ortho-fluorophénol, Bioisostères d'acide carboxylique, Sonde anionique

Les composés photoisomérisables ou « photoswitchs » sont capables de changer de structure lors d'une illumination à différentes longueurs d'onde. L'azobenzène est l'une des molécules les plus répandues dans les applications biologiques en raison de sa capacité à s'isomériser entre les formes trans et cis. Sous lumière UV, cette molécule subit une isomérisation de la forme trans thermodynamiquement plus stable à la forme cis métastable. L'approche « azologisation » consiste à introduire un groupement azobenzène isostère dans la structure centrale du composé de référence. Les récepteurs métabotropiques du glutamate (mGluR) font partie des RCPG de classe C qui se caractérisent par un grand domaine amino-terminal replié en deux lobes reliés par une charnière flexible, nommée VFT (Venus FlyTrap) où se trouve le site de liaison. Il est situé près de la charnière où deux sites chlorure ont été identifiés dans des sites adjacents du domaine de liaison. Notre groupe a découvert le LSP4-2022, un agoniste mGlu4R puissant et sélectif, qui contient une partie de type glutamate et une partie distale contenant un carboxylate qui fournit l'affinité et la sélectivité et est proposé pour se lier à l'un ou l'autre des sites chlorure. Afin de développer des outils photopharmacologiques pour sonder si le LSP4-2022 est capable de se lier aux deux sites chlorure de mGluR4, nous avons conçu un photoswitch en remplaçant la partie acide phénoxyacétique par le 5-(phényldiazényl)-1H-tétrazole, capable de fournir la charge négative nécessaire. Cependant, l'obtention de l'intermédiaire clé, le 4-((1H-tétrazol-5-yl)diazényl)benzaldéhyde, a échoué malgré diverses approches en raison de l'instabilité du diazényltétrazole en milieu acide. Pour contourner ce problème, nous nous sommes tournés vers le 2,6-difluoro-4-(phényldiazényl)phénol, dont le pKa est inférieur à 7, et qui pourrait également fournir des charges négatives dans le tampon PBS (pH = 7,4). Bien que la puissance de cet analogue du LSP4-2022 soit très réduite par rapport au LSP4-2022, ce composé reste un agoniste du récepteur mGlu4. Des études ont montré que l'azobenzène substitué en ortho par des atomes de fluor peut augmenter efficacement la stabilité thermique de la forme cis. Ainsi, nous avons synthétisé 3 types de 4-phénylazophénol comportant différents atomes de fluor dans différentes positions. Le spectre UV-Vis de l'unité la plus prometteuse a montré une courbe typique d'isomérisation réversible dans le toluène, mais pas dans le tampon PBS, montrant que la tautomérisation est favorisée dans un solvant polaire. Pour surmonter ce problème, nous avons alors déplacé le groupe hydroxyle en position meta de l'azobenzène. La synthèse des dérivés meta-(phénylazo)phénol s'est avérée beaucoup plus difficile que prévu. Après de nombreuses tentatives, nous avons finalement réussi à synthétiser une série de dérivés possédant 0 à 4 atomes de fluor autour de la liaison azoïque. Comme prévu, en déplaçant l'hydroxyle de la position para à la position meta tout en gardant les deux atomes de fluor de chaque côté de l'hydroxyle a considérablement amélioré la stabilité thermique de l'isomère Z dans le tampon PBS sans photofatigue. Parmi ces composés, nous avons constaté que plusieurs composés présentaient d'excellentes propriétés photoswitchs à la fois dans le DMSO et dans le tampon. De plus, la forme trans peut être isomérisée en cis avec une lumière à 490 nm offrant un plus grand avantage pour les applications biologiques.Pour profiter des propriétés photophysiques des dérivés du 2,6-difluoro-3-(phényldiazényl)phénol, nous les avons ensuite couplés à la partie glutamate du LSP4-2022 pour obtenir des ligands finaux afin de développer des outils photopharmacologiques et sonder si ces analogues du LSP4-2022 sont capables de se lier aux deux sites chlorure du mGlu4R. Cependant, ces dérivés présentent une activité agoniste modeste sur le récepteur mGlu4 sans différence claire entre les isomères trans et cis.