Julie JIANG - Faculté des Sciences

Tittre de la thèse: "Development of Planar Extended Ligand-Based Ruthenium(II) Complexes for the Detection via Light-Up Effect and Covalent Photoaddition to G-quadruplexes"
Résumé:
Le cancer demeure l’une des principales causes de mortalité à l’échelle mondiale, ce qui entraîne le développement constant de nouvelles approches thérapeutiques. Parmi les cibles explorées ces dernières années figurent les G-quadruplexes, des séquences d’ADN ou d’ARN riches en guanines présentes notamment dans les télomères et les régions promotrices des oncogènes. Ces structures jouent un rôle dans la régulation de processus biologiques clés tels que la réplication et la transcription.
A ce jour, diverses petites molécules organiques et des complexes métalliques ont été conçus pour cibler ces structures, notamment les complexes polyazaaromatiques de ruthénium(II). Ces derniers présentent des propriétés photophysiques modulables via la structure des ligands ancillaires, leur permettant d’agir comme photosondes ou agents photoactifs. Des travaux pionniers ont été menés par J. K. Barton, qui a mis en évidence l’effet « light-switch » du [Ru(bpy)2dppz]2+, dont la luminescence est restaurée par l’intercalation du ligand dppz entre les paires de bases de l’ADN.
Dans ce contexte, les recherches se sont progressivement orientées vers le développement de complexes de ruthénium(II) ciblant les structures de G-quadruplexes. Le Laboratoire de Chimie Organique et Photochimie (COP) possède une expertise reconnue dans ce domaine, notamment dans la conception de complexes photoactifs, portant deux ligands π-accepteurs. Ces derniers sont capables de subir un transfert d’électron photoinduit avec les acides nucléiques ou les protéines, menant à la formation d’une liaison covalente avec la base la plus réductrice de l’ADN, la guanine.
Ce travail de thèse s’inscrit dans cette thématique et porte sur le développement et l’étude de complexes de ruthénium(II) incorporant soit le ligand phen (1,10-phénanthroline), soit le ligand π-déficient TAP (1,4,5,8-tétraazaphénanthrène), associés à un troisième ligand plan étendu. L’influence de la géométrie, de la taille du ligand ainsi que de nombre et de la position d’atomes d’azotes & été évaluée. Après leur synthèse et leur caractérisation, les propriétés photophysiques fondamentales de ces complexes ont été étudiées. Les complexes de type [Ru(phen)2(N^N)]2+ ont ensuite été évalués pour leur interactions avec des G-quadruplexes, en combinant des approches in vitro, in silico et en cellules. Les analyses biophysiques ont inclus des études de dénaturation (FRET melting) de dichroïsme circulaire (CD), des titrages de luminescence, des calculs théoriques (docking et dynamique moléculaire), ainsi qu’une analyse préliminaire par spectrométrie de masse (ESI-MS). En parallèle, des études plus appliquées ont été menées, telles que des essais de viabilité cellulaire et des expériences de marquage de G4, en collaboration avec le Dr. David Monchaud (Université Bourgogne Europe). Enfin, les propriétés photoréactives des complexes asymétriques [Ru(TAP)2(N^N)]2+ ont été étudiées en présence de la 5’-GMP and la séquence hTel afin d’évaluer leur capacité à former des photoadduits covalents lors de l’irradiation.