Prodrogues glucuronylées du paclitaxel (Taxol®) activables au niveau des tumeurs

© Masson, Paris, 2005

Ann Pharm Fr 2005, 63 : 53-62

Communication Prodrogues glucuronylées du paclitaxel (Taxol®) activables au niveau des tumeurs E. Bouvier, Fr. Schmidt, Cl. Monneret*

Résumé. Trois prodrogues glucuronylées du paclitaxel ont

Summary. Three glucuronyl prodrugs of paclitaxel have

été préparées. Destinées à être activées par la β-glucuroni-

been synthesized in order to be activated by the β-glucuroni-

dase, elles sont constituées de trois parties : l’acide glucuro-

dase present within the necrotic areas of tumors. As three

nique relié par une liaison glycosidique β à un espaceur de

compartments containing prodrugs, they include a specifier,

nature variable dit « autoimmolable », lui-même lié au pacli-

a self immolative spacer and the drug. In vitro testing clearly

taxel par une liaison carbamate. Les tests in vitro réalisés sur

indicates that the two former prodrugs are stable and are

deux de ces prodrogues, soulignent leur stabilité en milieu

more or less detoxified. As expected, in the presence of

tamponné ou dans le sérum et leur faible cytotoxicité. En

E. coli β-glucuronidase, the glycosidic linkage is hydrolyzed

présence de β-glucuronidase d’E. coli, leur liaison glycosidique

with a rate depending on the nature of the spacer but, once

est hydrolysée plus ou moins rapidement selon la nature de

this hydrolysis has occurred, the self immolative spacer is

l’espaceur mais dans les deux cas, l’espaceur s’élimine ensuite

soon eliminated leading to the liberation of the paclitaxel.

spontanément pour libérer le paclitaxel, la cytotoxicité initiale de ce dernier étant totalement recouvrée. Key-words: Paclitaxel, Prodrug, β-glucuronidase, Tumour, Cytotoxicity. ®

Mots-clés : Paclitaxel, Prodrogue , β-glucuronidase, Tumeurs, Cytotoxicité.

Introduction En dépit de l’intérêt que suscitent les thérapies ciblées, surtout depuis que l’on connaît le succès du Glivec [1], le traitement des cancers par une chimiothérapie plus classique reste prédominant. Celle-ci fait très souvent appel à des principes actifs cytotoxiques dont les effets secondaires, voire délétères (cf. anthracyclines), ne sont pas négligeables. Améliorer leur sélectivité tout en conservant leur activité demeure, dans bien des cas, un challenge, même si des progrès ont été réa* Umr 176 Cnrs/Institut Curie, Laboratoire de pharmacochimie, Section de Recherche, 26, rue d’Ulm, F75248 Paris Cedex 05. E-mail : [email protected] Tirés à part : Cl. Monneret, à l’adresse ci-dessus.

Glucuronyl paclitaxel (Taxol ) derivatives as tumor activated prodrugs. E. Bouvier, Fr. Schmidt, Cl. Monneret, Ann Pharm Fr 2005, 63: 53-62.

lisés ces dernières années. De nombreuses stratégies de ciblage et de vectorisation sont actuellement à l’étude [2], et parmi ces stratégies, la préparation de prodrogues non (ou peu) cytotoxiques et activables au sein des tumeurs occupe une place croissante [3]. Selon ce concept dénommé TAP (Tumor Associated Prodrug), un certain nombre de prodrogues ont atteint le seuil préclinique ou clinique. C’est le cas de la tirapazamine activable en milieu hypoxique (essai clinique phase II) [4], du 1-(2’-oxopropyl)-5-fluorouracil (OFU001) activable par radiation thérapeutique en milieu hypoxique [5] ou encore du TLK286, substrat de la gluthation S-transférase (essai clinique phase I) [6]. Des prodrogues sont également développées en tant que substrats de protéases associées aux tumeurs, en particulier pour le traitement des cancers de la prostate [7] : substrats de la PSA

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E. Bouvier et Coll. comme le L-377202 [8] ou de la PSMA comme la thapsigargine [9]. De leur côté, depuis l’approbation du Mylotarg®, les immuno-conjugués suscitent beaucoup de recherches comme en témoignent de nombreux d’exemples. Ce sont le R96-DOX [10] un conjugué de la doxorubicine, du CM42-DMI [11] dérivé de maytansinoide, ou encore les immunoconjugués de la duocarmycine [12] et du paclitaxel (Taxol®) [13-17]. L’activation peut être réalisée, comme dans les exemples précédemment cités, par une enzyme déjà présente au sein de la tumeur mais elle peut l’être également par une enzyme préalablement ciblée sur la surface de la tumeur. Dans cette seconde catégorie, l’enzyme peut être ciblée sous forme d’une protéine de fusion ou d’un conjugué anticorps monoclonal– enzyme (stratégie ADEPT : antibody-directed enzyme prodrug therapy) [18, 19]. D’autres stratégies dérivant directement de l’ADEPT ont été proposées par la suite comme la GDEPT (genedirected enzyme prodrug therapy)[20-22], la VDEPT (virus-directed enzyme prodrug therapy [23, 24], la PDEPT (polymer-directed enzyme prodrug therapy) [25], et plus récemment les MDEPT (melanocyte-directed enzyme prodrug therapy) [26] et LEAPT (lectin-directed enzyme-activated prodrug therapy) [27]. Dans le cadre de la thérapie ADEPT nous avons développé un programme, voici une quinzaine d’années, de manière à augmenter la sélectivité d’une anthracycline antibiotique, la doxorubicine, dont on sait qu’administrée au delà d’une dose cumulative de 550 mg/m2, elle peut provoquer un arrêt cardiaque chez le patient. Notre choix s’était porté sur une glycosidase humaine lysosomiale, la β-glucuronidase [28] de façon à limiter les risques de libération prématurée du principe actif dans le plasma tout en minimisant les risques de réactions immunes. Afin d’obtenir une catalyse enzymatique maximale, nous avions observé que la liaison glycosidique devait être éloignée de l’anthracycline et nous avons conçu des prodrogues à trois compartiments. Dans ces composés le résidu glucuronyle était relié à la doxorubine par l’intermédiaire d’un bras espaceur, stable dans le plasma mais susceptible de s’éliminer spontanément après hydrolyse enzymatique de la liaison osidique [29]. Ultérieurement, nous avons montré qu’au sein des

54

nécroses tumorales, le taux de cette enzyme augmente fortement dans le milieu extracellulaire à partir des monocytes et des lymphocytes qui sont recrutés sur le site inflammatoire [30]. Ces données nous ont conduits à proposer l’utilisation de telles prodrogues dans le cadre d’une stratégie TAP. L’extension de cette approche au paclitaxel constitue l’objet de la présente publication. Le paclitaxel (Taxol®) 1 (fig. 1) [31, 32] a pris ces dernières années une importance croissante parmi les médicaments antitumoraux, en particulier dans le traitement du cancer du sein et de l’ovaire. La grande originalité de ce composé est son mécanisme d’action au niveau de la tubuline avec la stabilisation des microtubules et l’inhibition de leur dépolymérisation [33]. Le paclitaxel figure parmi les tous premiers exemples connus de molécules possédant cette propriété. De nos jours, dans cette classe de composés, figurent également d’autres taxoïdes comme le docetaxel hémi-synthétique ou Taxotère® [34], mais également un nombre croissant de produits naturels comme les épothilones, discodermolide, éleuthérobine, et laulimalide [35, 36]. La faible solubilité aqueuse du paclitaxel, son manque de sélectivité et les phénomènes de résistance qui se manifestent lors de son utilisation clinique sont autant de facteurs contraignants. Ainsi sa faible solubilité impose de recourir à une formulation contenant du Cremophor EL®, ce dernier étant responsable d’effets secondaires, entre autres de réactions allergiques [37, 38]. Pour pallier sa faible solubilité, un grand nombre de formulations (liposomes, doxosome…) sont à l’étude. D’un autre côté, des taxanes de nouvelle génération (fig. 1) semblent en état de surmonter les phénomènes de résistance. Enfin pour augmenter la sélectivité d’action du paclitaxel, outre les immunoconjugués précédemment cités, diverses prodrogues susceptibles d’être activées au niveau des tumeurs ont été préparés dans le cadre des stratégies ADEPT ou TAP. La première prodrogue [39] conçue dans le cadre de l’approche ADEPT a consisté à coupler le paclitaxel à une céphalosporine via un espaceur aminobutyryl, l’espaceur ayant été par la suite optimisé afin d’obtenir une meilleure cinétique d’hydrolyse enzymatique [40]. Toutefois

Prodrogues glucuronylées du paclitaxel (Taxol®) activables au niveau des tumeurs O Ph

O

OAc O OH NH

tBuO

O

Ph

OCH3 O OCH 3 NH

Ph

O OH

H AcO OCOPh

OH

O

O

OH

Paclitaxel

Ph

O

Ph

NH

O OH

H AcO OCOPh

OH

O

O

OAc O

tBuO

NH

H AcO OCOPh

O

OH

OH

O

O tBuO

O

BMS 275183

O

H AcO OCOPh

O

IDN 5109, BAY 59-8862 OAc O

OH

O O

BMS 188797

NH

O

O O

OH

O

H AcO OCOPh

OAc O OH

O OH

Ph

OH

O

OCH2SCH 3

O

Ph

OH

BMS 184476

RPR 109881

NH

O

O

O OH

Ph

H AcO OCOPh

OAc O

O

OAc O NH

OH

RPR 116258

O tBuO

O

OH

O H O OCOPh O O

OH NH

O O

O

O

O O OH

OH

MAC-321

H AcO OCOPh

O

Figure 1. Paclitaxel et taxanes en développement. Paclitaxel and taxanes under development.

l’enzyme nécessaire à la libération du paclitaxel, une β-lactamase bactérienne, est susceptible de provoquer des réactions du système immunitaire chez l’homme. Le groupe de Scheeren a également publié différentes prodrogues du paclitaxel [41-44]. La première, préparée dans le cadre de la stratégie de type ADEPT [41, 44] repose sur le

choix de la β-D-glucuronidase comme enzyme activante. La seconde [42], préconisée pour une thérapie de type TAP, est un substrat de la plasmine qui est naturellement présente au niveau des tumeurs. La troisième prodrogue [43] repose sur une réaction de bioréduction au sein de tumeurs hypoxiques, le groupement réductible

55

E. Bouvier et Coll.

AcO AcO

H 3C

CO2CH 3 O

CO2H

NaOH acetone

NH O

OAc NO2

CO2Bn

CO2Bn

NH

COCl2, NEt3 93%

O OTBS

AcO

NHBz O

RO RO

N

Cl

O

Paclitaxel DMAP CH2Cl2 82%

4

NO2

O OH

O O

CO2R' O

O

TBSO TBSO

O

H 3C

OTBS

NO2

3

Ph

NO2

2

H 3C O

TBSO TBSO

NH O

OH

100% 1

H 3C O

HO HO

1. TBSOTf 2. BnOH, DCC DMAP 43%

O H 3C N O

HO

O OAc OCOPh 5 R = TBS ; R' = Bn H

OR

HF, Pyr 81%

6 R = H ; R' = Bn NO2

A R = R' = H

Pd/C, Cyclohexadiene EtOH 54%

Figure 2. Synthèse de la prodrogue A Synthesis of the prodrug A. Figure 2. Synthèse de la prodrogue A. Synthesis of the prodrug A.

étant soit un nitro soit un azoture dont la transformation en amine engendre une cascade de réactions qui conduit in fine à la libération du paclitaxel. D’autres prodrogues de ce dernier type, nécessitant la réduction d’un groupement disulfure, ont également été décrites [45].

Synthèses Nos travaux récents se sont donc focalisés sur la préparation de prodrogues du paclitaxel pour toutes les raisons énoncées ci-avant. Lors de la conception de nouvelles prodrogues du paclitaxel, plusieurs choix étaient envisageables

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en ce qui concerne l’activateur (substrat enzymatique) et l’espaceur mais également le site de liaison sur le principe actif. Notre choix s’est porté sur la β-D-glucuronidase comme substrat enzymatique, celle-ci étant parfaitement adaptée pour une éventuelle utilisation dans le cadre des trois stratégies ADEPT [18], TAP [29], et GDEPT [46]. Il existe a priori trois sites de liaison possible au niveau du paclitaxel que sont par ordre de réactivité décroissante, les groupements hydroxyles en position 2’, 7 et 1. Pour cette raison mais également du fait que les études de relations structureactivité [33] ont montré que la fonctionnalisation en position 2’ conduisait à des composés nettement moins cytotoxiques, c’est cette position qui

Prodrogues glucuronylées du paclitaxel (Taxol®) activables au niveau des tumeurs a été privilégiée, dans un premier temps, comme site de liaison. Le second élément à prendre en compte était le choix de l’espaceur, choix crucial pour obtenir une cinétique d’hydrolyse adéquate. Parmi les différentes possibilités qui s’offraient à nous, nous avons choisi d’incorporer un espaceur aromatique faisant intervenir une cyclisation en 1,4 entre le résidu glucuronyle et le paclitaxel, espaceur ayant déjà été utilisé avec succès [47] dans notre équipe pour la libération sélective de réverseurs de résistance. Synthèse de la première prodrogue, A [48] Pour la synthèse de la prodrogue A, le 2-méthyl amino-4-nitrophenol a donc été choisi comme espaceur [47] entre l’acide β-D-glucuronique et le paclitaxel (fig. 2). En raison de la fragilité du squelette du taxane il est apparu que la meilleure façon de protéger le reste glucuronyle était de protéger la fonction acide sous forme d’éther benzylique et les fonctions hydroxyles sous forme d’éther de ter-butyl-diméthylsilyle, deux groupes protecteurs éliminables dans des conditions douces. Le glucuronide 1 [47] a été converti en composé 3 qui, après activation par le phosgène, donne 4. Celui-ci est couplé avec le paclitaxel et la prodrogue 5, ainsi obtenue, est totalement déprotégée en deux étapes pour livrer la prodrogue A. La cytotoxicité de cette prodrogue a été évaluée vis-à-vis de la lignée cellulaire LoVo. Sa CI50 est égal à 65μM ce qui signifie qu’elle est détoxifiée d’un facteur d’environ 700 par rapport au paclitaxel dont la CI50 est égale à 90 nM. Elle est environ 2 000 fois plus soluble que la paclitaxel et est très stable puisque plus de 95 % de la prodrogue sont retrouvés après 24 h de séjour dans un tampon phosphate. Sa demi-vie est de 45 h dans le sérum humain. Tous ces facteurs concourent à faire de cette prodrogue un substrat idéal pour une approche de type TAP. Malheureusement les différentes mesures cinétiques d’hydrolyse enzymatique en présence de β-D-glucuronidase d’Escherichia coli ont revélé que cette hydrolyse est relativement lente, même en présence d’une quantité relativement élevée d’enzyme (190 unités/ml) avec une demi-vie de disparition de 115 min. Les études de modélisation moléculaire réalisée à partir de la structure tridimensionnelle connue

de la β-D-glucuronidase ont clairement montré que cette hydrolyse enzymatique lente était due à une gène stérique, le groupe aromatique du groupe N-benzyle de la chaine latérale du paclitaxel recouvrant la liaison glycosidique. De façon à pallier ce problème, deux solutions s’offraient à nous : soit augmenter la longueur de l’espaceur, soit réaliser le couplage sur un autre hydroxyle comme celui en C-7. Les deux possibilités ont été successivement explorées. Synthèse de la seconde prodrogue, B [49] La synthèse de la prodrogue B (fig. 3) comportant un double espaceur fixé sur la position 2’ du paclitaxel a tout d’abord été réalisée. Ce double espaceur est constitué du p-hydroxyméthyl o-aminophénol, lié par une fonction carbamate à la N,N’diméthyl éthylène diamine, les liaisons de type carbamate ayant été privilégiées comme précédemment. L’espaceur p-hydroxyméthyl o-amino-phénol a déjà été utilisé avec succès pour la préparation de prodrogues de la doxorubicine [29]. Il en est de même pour le second espaceur, la N,N’-diméthyl éthylène diamine que nous avions utilisé lors de la préparation de prodrogues de moutardes à l’azote [50]. Cette synthèse consiste à préparer tout d’abord le glycoside du p-hydroxyméthyl o-nitro phénol convenablement protégé, 7. Celui-ci est activé et le composé 8 est condensé avec la N,N’-dimethyl éthylène diamine monoprotégé pour fournir 9 après déprotection et nouvelle activation. La condensation de 9 avec le paclitaxel est réalisée de façon très sélective et avec un bon rendement (76 %). La prodrogue 10, ainsi obtenue, doit être ensuite totalement déprotégée. La libération des hydroxyles du résidu glucuronyle (HF, pyridine) s’effectue sans difficultés pour livrer 11. En revanche la déprotection du groupe carboxyle, par hydrogénolyse en présence de palladium, s’est avérée beaucoup plus difficile que prévue. Le large excès de cyclohexadiène, le chauffage à 45 °C et le temps de contact prolongé que nécessite cette hydrogénolyse entraîne simultanément une réduction du groupe nitré en amine et ce avec un rendement très modeste (24 %). Des études de modélisation moléculaire (logiciel Hyperchem®, champ de force MM+) montrent qu’il existe des interactions de type πstacking entre le phényle de l’ester et le benzoate en 2 et des interactions avec l’acide glucuronique

57

E. Bouvier et Coll. CO2Bn NO2

O

TBDMSO TBDMSO

O OTBDMS OR R=H R = OCOPhNO2

7 8

N

1. HN

BOC

2. HCl, EtOAC 3. COCl 2, Et3N, CH2Cl 2 58% overall yield

CO2Bn O

TBDMSO TBDMSO

NO2

O OTBDMS

O N

N

O

AcO

NHBz O

CO2Bn O

Paclitaxel DMAP 87%

O

9

TBDMSO TBDMSO

Cl

NO2 O

Ph

O

OTBDMS O

O

HO

O

10 R = TBS ; R' = Bn

HO HO

O

NH2 O

Ph

O

OH

B

AcO

NHBz O

CO2H

O

N

H OAc OCOPh

O

HF, Pyr 76%

11 R = H ; R' = Bn Pd/C, Cyclohexadiene EtOH 24%

OH

O

N

N

O

O

OH

O

N

O O

HO

H OAc OCOPh

O

Figure 3. Synthèse de la prodrogue B. Synthesis of prodrug B.

de la chaîne latérale. L’approche de l’ester benzylique est ainsi obstruée sur les deux faces ce qui pourrait expliquer les difficultés rencontrées lors de l’hydrogénolyse. Par contre le groupe nitré est très dégagé, donc sensible à des conditions de réduction. La cytotoxicité de la prodrogue B a été évaluée sur la lignée cellulaire murine L1210. Sa CI50 est égale à 1 500 nM ce qui signifie qu’elle est détoxifiée d’un facteur d’environ 153 par rapport au paclitaxel dont la CI50 est égale ici à 9.8 nM. Comme la première prodrogue, elle est très stable puisque plus de 95 % de la prodrogue sont

58

retrouvés après 24 h de séjour dans un tampon phosphate (pH 7,2) à 37 °C. L’hydrolyse enzymatique réalisée en présence de β-D-glucuronidase d’E. coli indique clairement qu’elle est beaucoup plus facilement hydrolysée que la première prodrogue. En présence de 12 U/ml d’enzyme, sa demi-vie est égale à 10 min. Ces résultats montrent qu’une cinétique d’hydrolyse tout à fait convenable peut être obtenue avec un espaceur aromatique porteur d’une fonction aminée, au lieu d’une fonction nitrée, en position ortho de la liaison glycosidique. Ceci constitue une première en ce domaine, seules les fonctions dié-

Prodrogues glucuronylées du paclitaxel (Taxol®) activables au niveau des tumeurs

Paclitaxel

RCl, imidazole

AcO

NHBz O Ph

CH 2Cl2

O

OH

O OR

HO

O

H OAc OCOPh

12 R = Et3Si, 80% 13 R = t-BuMe 2Si, 75% CO2R2 O

R1O R1O

O

NO2

OR1 N

+4 13

NHBz O

CH2 Cl2, reflux DMAP, DCC

AcO

Ph

29%

O O

O

O OR3

HO

H OAc OCOPh

O

14 R1 = TBS: R2 = Bn; R 3 = TES 15 R1 = R 3 = H; R2 = Bn C R1 = R 2 = R3 = H

Figure 4. Synthèse de la prodrogue C. Synthesis of prodrug C.

thylamine, acétamide et trifluoracétamide ayant été préalablement testées [47]. Synthèse de la prodrogue C [Bouvier, E. Thèse de Doctorat, Université Paris V, 2003] La synthèse de la prodrogue C repose sur le couplage du substrat enzymatique via l’espaceur déjà utilisé pour A, mais sur l’OH en position 7 (fig. 4). Pour cela, le pacilitaxel est prioritairement et classiquement [51] protégé en 2’ sous forme de dérivé silylé, 12 ou 13. Le glucuronide 4 précédemment engagé dans la synthèse de la prodrogue A est alors condensé sur 13. Cette condensation, visant à créer une fonction carbamate sur la position alcool secondaire 7 du paclitaxel, a été source de difficultés. Il est d’ailleurs à noter qu’aucun N-alkyl carbamate sur cette position n’était décrit dans la littérature. Après de nombreux essais infructueux, le produit désiré 14 a été obtenu. Le rendement de la réaction est modeste (29 %) et l’utilisation du DCC et de la DMAP sont indispensables. De plus, après déprotections de 14, le composé obtenu C s’est révélé particulièrement difficile à purifier de sorte que

les tests d’évaluation biologiques n’ont pu être mené à bien jusqu’ici.

Conclusion Dans les stratégies de type TAP comme l’ADEPT, des essais cliniques avec une prodrogue de moutarde à l’azote ont déjà été effectués [52]. Cependant, des problèmes d’immunogénicité étaient apparus et les patients ont développé des réponses de type HAMA. Avec les prodrogues glucuronides, le fait que l’enzyme soit humaine devrait permettre de résoudre les problèmes d’immunogénicité, et le fait d’utiliser un composé cytotoxique comme le paclitaxel plus efficace qu’une moutarde à l’azote laisse espérer une meilleure efficacité thérapeutique. Il est à noter que cette approche consistant à préparer des prodrogues glucuronylées, liées par le C-2’ des taxanes constitue une voie générale de détoxification et d’amélioration de la solubilité applicable à toute la nouvelle génération d’analogues

59

E. Bouvier et Coll.

O

O

ProdrogueA

O

O HO2C HO HO

O

O

N

N O

O

-O

NO2

N

NO2

NO2

+

OH HO2C

OH

O

HO HO

OH

paclitaxel

OH

ProdrogueB HO2C HO HO

O N

O

O

O

N

O

OH

O

O -

N

O

O

H 2N

H 2N

hydrolyse enzymatique

HO2C HO HO

O

N

O

décomposition de l'espaceur

O O OH OH

O

CH2

+

N

+

N

+ CO2 et

H 2N

OH paclitaxel

OH H2O

HO H 2N

Figure 5. Mécanisme de libération du paclitaxel à partir des prodrogues A et B. Release of paclitaxel by enzymatic cleavage of prodrugs A and B.

en développement. Le mécanisme de libération du principe actif à partir des prodrogues A et B est representé sur la figure 5.

Remerciements Nous tenons à remercier les Laboratoires Servier pour les mesures de cytotoxicité ainsi que l’ARC (Association pour la Recherche sur le Cancer) pour une bourse de thèse attribuée à Emmanuel Bouvier.

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Références 1. Capdeville R, Buchdunger E, Zimmermann J, Matter A. Glivec (STI571, IMatinib), a rationally developed, targeted anticancer drug. Nature Rev Drug Discovery 2002; 1: 493502. 2. Denny WA. Prodrug strategies in cancer therapy. Eur J Med Chem 2001; 36: 577-95. 3. Chari RVJ. Targeted delivery of chemotherapeutics: tumoractivated prodrug therapy. Adv Drug Delivery Rev 1998; 31: 89-104. 4. Lara PN, Jr, Frankel P, Mack PC, Gumerlock PH, Galvin I, Martel CL et al. Tirapazamine plus carboplatin and paclitaxel in advanced malignant solid tumors: a California

Prodrogues glucuronylées du paclitaxel (Taxol®) activables au niveau des tumeurs Cancer Consortium phase I and molecular correlative study. Clin Cancer Res 2003; 9: 4356-62. 5. Shibamoto Y, Zhou L, Hatta H, Mori M, Nishmoto S. In

19. Monneret C, Florent JC. Ciblage de molécules antitumorales par les anticorps monoclonaux. Bull Cancer 2000; 87: 829-38.

vivo evaluation of a novel antitumor prodrug, 1-(2’-oxo-

20. Kirn D, Niculescu-Duvaz I, Hallden G, Springer C. The

propyl)-5-fluorouracil (OFU001), which releases 5-fluo-

emerging fields of suicide gene therapy and virotherapy.

rouracil upon hypoxic irradiation. Int J Radiat Res 2001; 49: 407-13. 6. Rosen LS, Brown J, Laxa B, Boulos L, Reiswig L, Henner WD et al. Phase I study of TLK286 (glutathione S-

Trends in Molecular Medicine 2002; 8(4)Suppl.: S68-S73. 21. Aghi M, Hochberg F, Breakefield XO. Prodrug activation enzymes in cancer gene therapy. J Gene Med 2000; 2: 14864.

transférase P1-1 activated glutahione analogue) in advan-

22. Heine D, Muller R, Brusselbach S. Cell surface display of

ced refractory solid malignacies. Clin Cancer Res 2003; 9:

a lysosome enzyme for extracellular gene-directed enzyme

1628. 7. Ast G. Drug-targeting strategies for prostate cancer. Current Pharm Design 2003; 9: 455-66. 8. DiPaola RS, Rinehart J, Nemunaitis J, Ebbinghaus S,

prodrug therapy. Gene Therapy 2001, 8: 1005-10. 23. Grove JI, Searle PF, Weedon SJ, Green NK, MvNeish IA, Kerr DJ. Virus-directed enzyme prodrug therapy using CB1954. Anticancer Drug Des 1999; 14: 461-72.

Rubin E, Capanna T et al. Characterization of a novel

24. Bernt KM, Steinwaerder DS, Ni S, Li ZY, Roffler SR, Lie-

prostate specific antigen-activated peptide-doxorubicin

ber A. Enzyme-activated Prodrug Therapy Enhances

conjugate in patients with prostate cancer. J Clin Oncology

Tumor-specific Replication of Adenovirus Vectors. Cancer

2002; 20: 1874-9. 9. Mhaka AM, Janssen S, Isaacs JT, Denmeade C, Proceeding of AACR n° 626. 10. Trail PA, Bianchi AB. Current Opinion in Immunol 1999; 11: 584. 11. Chari RVJ, Xie H, Wilhem SD, Leece BA, Bartle LMB, Goldmacher VS et al. Clin Cancer Res 2001, 7 (suppl): 3673s. 12. Suzawa T, Nagamura S, Saito H, Ohta S, Hanai N, Yamasaki M. Synthesis of a novel duocarmycin derivative DU257 and its application to immunoconjugate using poly(ethylene glycol)-dipeptidyl linker capable of tumor specific activation. Bioorg Med Chem 2000; 8: 2175-84. 13. Guillemard V, Uri Saragovi H. Taxane-antibody conjugates afford potent cytotoxicity, enhance solubility, and tumor target selectivity. Cancer Res 2001; 61: 694-9. 14. Correa JJ, Pagé M. Synthesis and evaluation of paclitaxel immunoconjugate with antitumor activity in vitro. Tumor Targeting in Cancer Therapy (M.Pagé, Ed.) pp 165-78, Humana Press, Totowa, NJ. 15. Whelan, Targeted taxane therapy for cancer. Drug Discovery Today 2002; 7: 90-2. 16. Ojima I, Geng X, Wu X, Qu C, Borella CP, Xie H, et al. J Med Chem 2002; 45: 5620-3. 17. Safavy A, Bonner JA, Waksal HW, Buchsbaum DJ, Gillespie GY, Khazaeli MB, et al. Synthesis and biologi-

Res 2002, 62: 6089-98. 25. Satchi R, Connors TA, Duncan R. PDEPT: polymer-directed enzyme prodrug therapy. I HPMA copolymer-cathepsin B and PK1 as a model combination. Brit J Cancer 2001; 85: 1070-6. 26. Jordan AM, Khan TH, Malkin H, Osborn HMI, Photiou A, Riley PA. Melanocyte-directed enzyme prodrug therapy (MDEPT): Development of second generation prodrugs for targeted treatment of malignant melanoma. Bioorg Med Chem 2001; 9: 1549-58. 27. Robinson MA, Charlton STR, Garnier P, Wang XT, Davis SS, Perkins AC, et al. LEAPT: Lectin-directed enzyme activated prodrug therapy. Proc Natl Acad Sci USA 2004; 101: 14527-32. 28. Jain S, Drendel WB, Chen Z-W, Mathews FS, Sly WS, Grubb JH. Structure of human β-glucuronidase reveals candidate lysosomal targeting and active-site motifs. Nature Struct Biol 1996; 3: 375-81. 29. Florent JC, Dong X, Gaudel G, Mitaku S, Monneret C, Gesson J-P, et al. Prodrugs of anthracyclines for use in antibody-directed enzyme prodrug therapy. J Med Chem 1998; 41: 3572-81. 30. Bosslet K, Straub R, Blumrich M, Czech J, Gerken M, Sperker B. Elucidation of the mechanism enabling tumor selective prodrug monotherapy. Cancer Res 1998; 58: 1195-201.

cal evaluation of Paclitaxel-C225 conjugate as a model

31. Guénard D, Guéritte-Voegelein F, Potier P. Taxol and

for targeted drug delivery. Bioconj Chem 2003, 14: 302-

Taxotere: Discovery, Chemistry, and Structure-Activity

10.

Relationships. Acc Chem Res 1993; 26: 160-7.

18. Bagshawe KD. ADEPT and related concepts. Cell Biophys 1994; 24-25: 83-91.

32. Nicolaou, KC, Dai WM, Guy RK. Chemistry and biology of taxol. Angew Chem Int Ed Engl 1994; 33: 15-44.

61

E. Bouvier et Coll. 33. Wani MC, Taylor HL, Wall ME, Coggon P, McPhail AT. Plant antitumor agents. VI. The isolation and structure of taxol, a novel antileukemic and antitumor agent from taxus brevifolia. J Am Chem Soc 1971; 93: 2325-37.

43. Damen E.W, Nevalainen TJ, van den Bergh TJ, de

34. Guéritte F. General and recent aspects of the chemistry and structure-activity relationships of taxoids. Curr Pharm Des 2001, 7: 1229-49.

44. de Graaf, M, Boven E, Scheeren HW, Haisma HJ,

35. Beckers T, Mahboobi, S. Natural, semisynthetic and synthetic microtubule inhibitors for cancer therapy. Drugs of the Future 2003, 28: 767-85. 36. Hadfield J, Ducki S, Hirst N, McGown A. Tubulin and microtubules as target for anticancer drugs. Progress in Cell Cycle Research 2003, 5: 309-25. 37. Singla AK, Garg A, Aggarwal D. Paclitaxel and its formulations. Int J Pharm 2002, 235: 179-92. 38. Gelderblom H, Verweij J, Nooter K, Sparreboom A. Cremophor EL: The drawbacks and advantages of vehicle selection for drug formulation. Eur J Cancer 2001; 37: 1590-8. 39. Rodrigues ML, Carter P, Wirth C, Mullins S, Lee A, Blackburn BK. Synthesis and beta-lactamase-mediated activation of a cephalosporin-taxol prodrug. Chem Biol 1995; 2: 223-7. 40. Vrudhula VM., Kerr DE, Siemers NO, Dubowchik GM, Senter PD. Cephalosporin prodrugs of paclitaxel for immunologically specific activation by L-49-sFv-beta-lactamase fusion protein. Bioorg Med Chem Lett 2003; 13: 53942. 41. de Bont DB, Leenders RG, Haisma HJ, van der MeulenMuileman I, Scheeren HW. Synthesis and biological activity of beta-glucuronyl carbamate-based prodrugs of paclitaxel as potential candidates for ADEPT. Bioorg Med Chem 1997; 5: 405-14. 42. de Groot FM, van Berkom LW, Scheeren HW. Synthesis and biological evaluation of 2’-carbamate-linked and 2’carbonate-linked prodrugs of paclitaxel: selective activation by the tumor-associated protease plasmin. J Med Chem 2000; 43: 3093-102.

62

Groot FM, Scheeren HW. Synthesis of novel paclitaxel prodrugs designed for bioreductive activation in hypoxic tumour tissue. Bioorg Med Chem 2002; 10: 71-7. Pinedo HM. Beta-glucuronidase-mediated drug release. Curr Pharm Des 2002; 8: 1391-403. 45. Vrudhula VM, MacMaster JF, Li Z, Kerr DE, Senter PD. Reductively activated disulfide prodrugs of paclitaxel. Bioorg Med Chem Lett 2002; 12: 3591-94. 46. Weyel D, Sedlacek HH, Muller R, Brusselbach S. Secreted human ß-glucuronidase: a novel tool for gene-directed enzyme prodrug therapy. Gene Therapy 2000; 7: 224-31. 47. Debene S, van Dufat-Trinh H, Michel S, Tillequin F, Koch M, Schmidt F. Anti Cancer Drug Des 1999; 14: 93106. 48. Schmidt F, Ungureanu I, Duval R, Pompon A, Monneret C. Cancer chemotherapy: A paclitaxel prodrug for ADEPT (antibody-directed enzyme prodrug therapy). European Journal of Organic Chemistry 2001; 2129-34. 49. Bouvier E, Thirot S, Schmidt F, Monneret C. A new paclitaxel prodrug for use in ADEPT strategy. Org Biomol Chem 2003; 1: 3343-52. 50. Lougerstay-Madec R, Florent JC, Monneret C, Nemati F, Poupon MF. Synthesis of self-immolative glucuronidebased prodrugs of a phenol mustard. Anti-Cancer Drug Design 1998; 13: 995-1007. 51. Georg GI, Ali SM, Boge TC, Datta A, Falborg L, Himes RH. Selective C-2 and C-4 deacylation and acylation of taxol: the first synthesis of a C-4 substituted taxol analogue. Tetrahedron Lett 1994; 35: 8931-4 52. Francis RJ, Sharma SK, Springer C, Green AJ, HopeStone LD. A phase I trial of antibody-directed enzyme prodrug therapy (ADEPT) in patients with advanced colorectal carcinoma or other CEA producing tumours. Br J Cancer 2002; 87: 600-7.