FR2824557A1 - Derives lipidiques de polythiouree - Google Patents

Abstract

La présente invention est relative à de nouveaux composés qui permettent le transfert d'acides nucléiques dans des cellules. Plus précisément, ces nouveaux composés sont des dérivés lipidiques de polythiourée. Ils sont utiles pour la transfection in vitro, ex vivo ou in vivo d'acides nucléiques dans différents types cellulaires.

Description

l'acide arornatique formé après un traitement acide.

DÉRIVÉS LIPIDIQUES DE POLYTHIOURÉE

La présente invention est relative à de nouveaux composés qui permettent le transtert d'acides nucléiques dans des cellules. Plus précisément, ces nouveaux composés sont des dérivés lipidiques de polythiourée. Ils sont utiles pour la transtection in vitro, ex vivo ou in vivo d'acides nucléiques dans différents types cellulaires. Avec le développement des biotechnologies, la possibilité de transtérer efficacement des acides nucléiques dans les cellules est devenue une nécessité. Il peut s'agir du transfert d'acides nucléiques dans des cellules in vitro, par exemple pour la production de protéines recombinantes, ou au laboratoire, pour 1'étude de la régulation de l'expression de gènes, le clonage de gènes, ou toute autre manipulation impliquant l'ADN. Il peut également s'agir du transfert d'acides nucléiques dans des cellules in viro, par exemple pour la création d'animaux transgéniques, la réalisation de vaccins, des études de marquage ou également des approches thérapeutiques. I1 peut encore s'agir du transfert d'acides nucléiques dans des cellules ex vivo, dans des approches de greffes de moelle osseuse, d'immunothérapie ou d'autres méthodes impliquant le transfert de gènes dans des cellules prélevées d'un organisme, en vue de leur

réadministration ultérieure.

Aujourd'hui, plusieurs méthodes sont proposées pour la délivrance intracellulaire de matériel génétique exogène. L'une d'entre elles, en particulier, repose sur l'emploi de vecteurs non-viraux qui constitue une altemative très

avantageuse aux méthodes virales qui ne sont pas complètement dénuées de risques.

Ces vecteurs synthétiques ont deux fonctions principales: complexer et compacter l'acide nucléique à transfecter, et promouvoir son passage à travers la membrane

plasmique et éventuellement à travers 1'enveloppe nucléaire.

Plusieurs familles de vecteurs synthétiques ont ainsi été développées, comme par exemple les polymères ou encore les vecteurs blochimiques (constitués d'une protéine cationique associce à un ligand de récepteur cellulaire), mais un progrès important a surtout été accompli avec le développement des lipofectants, et plus particulièrement des lipides cationiques. Il a ainsi été mis en évidence que les lipides cationiques, du fait de leur charge globale positive, interféraient spontanément avec l'ADN globalement négatif, formant des complexes nucléolipidiques capables à la fois de protoger 1'ADN vis-à-vis des nucléases et de se fixer sur les membranes

cellulaires pour une libération intracellulaire de l'ADN.

Différentes sortes de lipides cationiques ont été synthétisées à ce jour: des lipides comportant un groupement ammonium quaternaire (par exemple le DOTMA, DOTAP, DMRIE, DLRIE...), des lipopolyamines comme par exemple le DOGS, le DC-Chol ou encore les lipopolyamines divulguées dans la demande de brevet WO 97/18185, des lipides associant à la fois un groupement ammonium quaternaire et une polyamine comme le DOSPA, ou encore des lipides comportant diverses autres entités cationiques, notamment des groupes amidinium (par exemple l'ADPDE,

ADODE ou les lipides de la demande de brevet WO 97/31935).

Toutefois, I'emploi de ces lipides cationiques en tant qu'agent de transtection pose encore de nombreux problèmes, et leur efficacité reste à améliorer. Notamment, il a été observé que pour obtenir des complexes nucléclipidiques efficaces et stables,

il est en général nécessaire que ces complexes soient fortement cationiques.

Cependant, il serait souhaitable de pouvoir disposer de vecteurs qui ne soient pas cationiques de façon à former avec l'acide nucléique des particules globalement neutres ou négatives. En effet, il a été observé que les complexes globalement cationiques formés entre l'acide nucléique et les lipides cationiques ont tendance à être captés par le système réticulo-endothélial ce qui induit leur élimination. En outre, les protéines du plasma ont tendance à s'adsorber à leur surface du fait de la charge globale positive des complexes formés, et il en résulte une perte du pouvoir de transfection. De plus, dans un contexte d'injection locale, la présence d'une charge globale positive importante empêche la diffusion des complexes d'acides nucléiques en dehors du site d' administration, car les complexes s'adsorbent sur les matrices extracellulaires; les complexes ne peuvent donc plus atteindre les cellules cibles, ce qui, par voie de conséquence, entraine une diminution de 1'efficacité de transtert par rapport à la quantité de complexes injectée. Enfn, il a également été constaté à de

nombreuses reprises que les lipides cationiques ont un effet inflammatoire.

La présente invention a précisément pour objet de proposer de nouveaux composés transtectants, originaux de par leur fonction polythiourée, et qui sont susceptibles d'être utilisés efficacement pour la transfection in vitro, ex viro ou in viro d'acides nucléiques. Ces nouveaux composés sont particulièrement intéressants car: - I'absence de charges positives dans leur structure permet de résoudre les

nombreux problèmes soulevés par l'emploi de vecteurs cationiques discutés ci-

avant, - tout comme les lipides cationiques, ils sont capables de complexer et

compacter les acides nucléiques et de promouvoir leur transfection.

La présente invention a ainsi pour premier objet des composés transtectants caractérisés en ce qu'ils sont constitués d'une partie polythiourée reliée à un lipide

par l'intermédiaire d'un espaceur.

IS En particulier, la présente invention a pour objet des composés transfectants de formule générale (I): S O

N N-(CH INIY L (1)

R '' dans laquelle: e est un entier choisi parmi O et I 20. n est un entier choisi parmi 1, 2, 3, 4, S et 6, m est un entier choisi parmi 2, 3 et 4, m pouvant prendre des valeurs différentes au sein des différents groupements -[NHCSNH(CH)n]' À R' représente un groupe de formule générale (II): (CH')p-NH N: dans laquelle q est un entier choisi parmi 1, 2, 3, 4, 5 et 6, et p est un entier choisi parmi 2, 3 et 4, p pouvant prendre des valeurs différentes au sein des différents groupements-[(CH2)p-NH-CS-NH]-, À R représente soit un atome d'hydrogène soit un groupe de formule générale (II) telle que définie ci-avant, étant entendu que lorsque n vaut 1 et e vaut 0, alors au moins un groupe R est de formule (II) X, dans les formules (I) et (II), représente un groupe aliphatique linéaire ou cyclique, saturé ou insaturé, et comprenant 1 à 8 atomes de carbone, un groupe mercaptométhyle (-CHSH), ou bien une chane hydrophile choisie parmi les groupes: -(CHOH)U-H avec u un entier choisi parrni 1, 2, 37 4, 5 et 6, ou bien -(OCH.CH2O)v-H avec v un entier choisi parrni 1, 2 et 3, étant entendu que pas plus de un substituant X, à la fois dans les formules (I) et (II), ne représente une chaîne hydrophile, Y représente un espaceur et L représente: - soit un groupement -N(R)R2 avec R et R2 qui représentent, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène ou bien une chaîne aliphatique grasse, ou bien un groupe de formule-(CH2)-OZ avec t représentant un entier choisi parmi 11, 12, 13, 14 ou 15 et Z représente un sucre, un polyol ou un PEG, étant entendu que l'un au moins de R et de R2 est différent de 1'hydrogène, s

soit un groupement -OR3, avec R3 qui représente un dérivé stéroidien.

Selon la présente invention, on entend par " espaceur " tout groupe chimique permettant à la fois d'assurer la liaison entre la partie polythiourée et la partie lipidique de la molécule, et d'éloigner ces deux parties afin d'atténuer toute interaction non-désirce entre elles. Des espaceurs prétérés peuvent par exemple être constitués d'une ou plusieurs fonctions chimiques choisies parmi les alkyles ayant l à 6 atomes de carbone, les fonctions cétone, ester, éther, amide, amidine, carbamate, thiocarbamate, le glycérol, I'urée, la thiourée, ou encore les cycles aromatiques. Par exemple, I'espaceur peut être choisi parmi les groupes de formule:

1 0 -NH- C(o) - C H2-C H2 -

ou: - ( C H2-) i -W- (C H2)j dans laquelle i et j sont des entiers choisis entre 1 et 6 inclus et W est un groupe choisi parmi les fonctions cétone, ester, éther, amide, amidine, carbamate, thiocarbamate, le glycérol, I'urée, la thiourée, ou encore les cycles aromatiques, Au sens de la présente invention, on entend par " chaînes aliphatiques grasses" des groupes alkyle contenant 10 à 22 atomes de carbone, saturés ou insaturés et contenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes, pourvu que lesdites chaînes aliphatiques grasses présentent des propriétés lipidiques. De préférence, il s'agit de groupes alkyles linéaires ou ramifiés contenant 10 à 22 atomes de carbone et 1, 2 ou 3 insaturations. De préférence, lesdits groupes alkyles comprennent 10, 12, 14, 16, 18, 20 ou 22 atomes de carbone. On peut citer plus particulièrement les groupements aliphatiques -(CH2) jCH3, -(CH,)3CH3,

(CH2) sCH3 et -(CH2) 7CH3.

On entend au sens de l'invention par "sucre", toute molécule constituée d'un ou plusieurs saccharides. On peut citer à titre d'exemple des sucres tels que les pyranoses et les furanoses, par exemple le glucose, le mannose, le rhamnose, le galactose, le fructose, ou encore le maltose, le lactose, le saccharose, le sucrose, le fucose, le cellobiose, I'allose, le laminarabiose, le gentiobiose, le sophorose, le mélibiose etc... De préférence, le ou les sucres sont choisis parmi le glucose, le mannose, le rhamnose, le galactose, le fructose, le lactose, le saccharose et le cellobiose. De plus, il peut également s'agir de sucres dits " complexes ", c'est-à-dire de plusieurs sucres couplés covalemment les uns aux autres, chaque sucre étant de préférence choisi dans la liste citée précédemment. A titre de polysaccharides convenables, on peut citer le dextran, I'oc-amylose, I'amylopectine, les fructans, les mannans, les xylans et les arabinans. Certains sucres préférés peuvent en outre interagir avec des récepteurs cellulaires, comme par exemple certains types de lectines. l0 Selon l'invention, on entend également par " polyol " toute molécule hydrocarbonce linéaire, ramifiée ou cyclique comprenant au moins deux fonctions hydroxy. On peut citer à titre d'exemple le glycérol, I'éthylène glycol, le propylène glycol, les tétritols, les pentitols, les pentitols cycliques (ou quercitols), les hexitols comme le mannitol, le sorbitol, les dulcitols, les hexitols cycliques ou inositols etc...(Stanek et al., The Monosaccharides Academic Press, pp. 621-655 et pp. 778-855). Selon un aspect prétéré, les polyols sont choisis parmi les alcools de formule générale:

HO/\OH

OH

pour lesquels s est choisi parmi 2, 3, 4, 5 et 6.

Lorsque les composés de formule générale (I) selon l'invention contiennent un groupe polyéthylène glycol (PEG), celui-ci comprend en général entre 2 et 120 motifs -OCH2CH2O-, et de prétérence entre 2 et 80 motifs -OCH,CH2O-. Il peut s'agir de PEG simples, c'est-à-dire dont l'extrémité de la chaîne est terminée par un groupe hydroxyle, ou bien de PEG dont le groupe terminal est choisi parmi les alkyles, par

exemple le méthyle.

Au sens de la présente invention, on entend par " dérivés stéroïdiens >> les composés polycycliques de type cholestane. Ces composés peuvent être naturels ou

non et sont plus préférentiellement choisis parmi le cholestérol, le cholestanol, le 3-ct-

-cyclo-5--cholestan-6-,B-ol, l'acide cholique, le cholestéryltormiate, le chotestanylformiate, le 3cc,5-cyclo-5x-cholestan-60-yl formiate, la cholestérylamine,

la 6-(1,5-diméthylhexyl)-3a,5a-diméthylhexadécahydrocyclopenta[a] cyclopropa[2,3]-

cyclopenta[ I,2-flnaphta-lèn- 1 O-ylamine, ou la cholestanylamine. Selon une variante préférée de l'invention, les composés transfectants ont pour formule générale (III): NH NH (CH2]rY N (III) dans laquelle X, m, n, et Y sont tels que définis précédemment dans la formule générale (I), à l'exception de n qui est différent de 1, et R et R2 représentent, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène ou bien une chaîne aliphatique grasse, étant entendu que l'un au moins de R et R2 est différent de l'hydrogène. Encore plus préférentiellement, les composés transfectants de l'invention ont pour formule générale (IV): 3 N NH- CH2) lnY N (IV) dans laquelle m, n, et Y sont tels que définis précédemment dans la formule générale (I), à l'exception de n qui est différent de 1, et R et R représentent, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène ou bien une chaîne aliphatique grasse, étant

entendu que 1'un au moins de R et R2 est différent de 1'hydrogène.

I1 est entendu que la présente invention concerne également les isomères des

produits de formule générale (I) lorsqu'ils existent, ainsi que leurs mélanges.

La préparation des composés de formule générale (1) selon la présente invention s'effectue en mettant en oeuvre les étapes suivantes, dans l'ordre présenté ou selon toute autre variante connue et également adaptée, en utilisant les techniques de synthèse organique classique, en solution ou sur des supports solides, bien connues de 1'homme du métier: Obtention de la partie lipidique L Lorsque la partie lipidique L des composés de formule générale (I) est représentée par un groupement -N(R') R2 avec R et/ou R2 qui représentent une

chaîne aliphatique grasse, on forme tout d'abord l'amine de formule HN(R) R2.

Ladite amine peut être obtenue par condensation d'un acide carboxylique et d'une amine contenant l'un le substituant R et l'autre le substituant R. pour former l'amide

correspondant, suivie de la réduction de dudit amide ainsi obtenu.

La formation de l'amide est avantageusement effectuée par mélange des constituants et fusion par chauffage à une température supérieure à la température de 1 S fusion des substances impliquces, en général entre 20 C et 200 C, puis élimination de l'eau produite par déshydratation du milieu; ou plus avantageusement en présence d'un agent dessicant tel que par exemple le pentoxyde de phosphore ou toute autre substance pouvant absorber l'eau. La formation de cet amide intermédiaire peut également se faire en employant une variante de cette méthode ou toute autre méthode de formation d'amide (tel que par exemple le couplage de type peptidique) impliquant les acides carboxyliques ou leurs dérivés, des conditions et des réactifs variés [R.C. Larock, Comprehensive Organic Transformations, VCH Editeurs] et

bien connues de l'homme de l'art.

La réduction de l' amide précédemment obtenu en amine de formule HN(R)R2 peut être effectuée par exemple en utilisant un réducteur tel que 1'hydrure double de lithium et d'aluminium, ou tout autre hydrure ou réducteur efficace dans ce cas. On opère alors de préférence dans un solvant non protique (par exemple le tétrahydrofurane ou encore les éthers), à température inférieure à la température

d'ébullition du solvant et sous atmosphère sèche et/ou inerte.

Selon une autre variante, la partie lipidique désignée comme HN(R)R2 peut

être disponible commercialement.

Lorsque R et/ou R2 représente(nt) un groupe de formule -(CH2)-OZ, on procède comme décrit ci-avant pour former la partie alkyle, puis on effectue un simple couplage avec un sucre, un polyol ou un PEG commercial selon les techniques

classiques connues de l'homme du métier.

Lorsque la partie lipidique L des composés de formule générale (I) est représentée par un groupement -OR3, celle-ci est de prétérence choisie parmi les

produits disponibles dans le commerce.

2! Greffage de l'espaceur Y L'espaceur Y est ensuite f xé à la partie lipidique L obtenue à l'étape précédente selon les techniques classiques connue de l'homme de l'art. Selon une variante prétérée, une liaison amide est réalisée par N-acylation de la partie lipidique L dans un solvant approprié tel que le dichlorométhane, le chloroforme, le tétrahydrofurane, ou tout autre éther, à température inférieure à la température d'ébullition du solvant, et sous atmosphère sèche et/ou inerte. Cette réaction se

déroule de préférence en présence d'une base aminée comme la N,N-

diméthylaminopyridine, ou en présence de cette base mélangée avec des bases

aminées non-nucléophiles comme la triéthylamine ou encore l'éthyldiisopropylamine.

La pyridine peut également être employée, seule ou en mélange avec une autre base,

diluée par un des solvants cités ou utilisée elle-même comme solvant.

3) Formation de la chaîne polythiourée La troisième partie de la synthèse des composés de formule générale (I) consiste en l'introduction successive des motifs thicurées. Celle-ci sera réalisée en une suite de réactions pouvant être répétées autant de fois que nécessaire pour obtenir la partie polythiourée désirée. Selon une méthode prétérée' on opère de la façon suivante: A) On greffe tout d'abord au groupement Y-C(0) -L obtenu à l'étape

précédente, la première partie du motif sous la forme d'un chaînon -HN(CHR)m-.

Pour cela, on opère avantageusement à partir d'un chaînon diaminé de formule H2N-

(CHR),n-NH: en présence d'un agent de couplage, par exemple l'hexafluorophosphore de 1-benzotriazolyloxytris(pyrrolidino)phosphonium (PyBOP), I'hexafluoro- phosphore de 1-benzotriazolyloxytris(diméthylamino) phosphonium (BOP), les

hexafluorophosphore ou tétrafluoroborate de O-(lH-benzotriazol-l-yl)-N,N, N',N'-

tétraméthyluronium (H BTU ou TBTU), le di cyclohexylcarbodiimide (DCC), le chlorhydrate de 1-(3-diméthylaminopropyl)-3-éthylcarbodiimide (EDC), ou encore

I'iodure de 1-(3-triméthylammoniopropyl)-3-éthylcarbodiimide, supportées ou non.

Ce couplage est effectué dans un solvant convenable, par exemple le dichlorométhane, le chloroforme, le tétrahydrofurane, ou tout autre éther, à température inférieure à la température d'ébullition du solvant, et sous atmosphère sèche et/ou inerte. On procède également en présence d'une base aminée non nucléophile, par exemple 1'éthyldiisopropylamine, la triéthylamine ou encore la triisopropylamine. Si la nature de la partie lipidique et de l'espaceur est compatible, une séquence de type SCN-(CHR),n-, ou un précurseur, peut être greffée, permettant ainsi de poursuivre la synthèse par une étape telle que celle décrite ci-après en C), B) Le produit obtenu à l'étape précédente est ensuite transformé, selon une technique préférée, en isothiocyanate par traitement par du sulfure de carbone (C S:), ou par tout autre réactif connu de l'homme du métier pour obtenir une telle

fonctionnalité [H. Ulrich, Chemistry and Technology of Isocyanates, Wiley (1996).

The Chemistry of Cyanates and their Thio Derivati'es, S. Patai Ed., Wiley (1977). S. Ozaki, Recent Adrances in Isocyanate Chemistry, Chem. Rev. 72, 457 (1972).]. La réaction est avantageusement effectuée dans un solvant tel que par exemple le tétrahydrofurane, ou tout autre solvant éthéré compatible, à une température variant entre celle des mélanges réfrigérants et environ 20 C. On opère également en présence d'un agent capable de promouvoir la réaction et/ou de piéger l'hydrogène sulfuré libéré an cours de la réaction, par exemple le dicyclohexylcarbodiimide

(DCC).

C) Puis on forme le motif thiourée à partir de l'isothiocyanate obtenu à l'étape précédente de façon à permettre le cas échéant l'introduction d'un autre segment de formule -(CHR),n-. Avantageusement, une diamine de formule H2N-(CHR),n-NH2, éventuellement protégée, est mise à réagir, sous sa forme neutre ou sous forme de sel d'acide, avec 1'isothiocyanate obtenu à 1'étape précédente. Cette réaction est effectuée éventuellement en présence d'une base aminée non-nucléophile, par exemple la

triéthylamine, I'éthyldiisopropylamine, la triisopropylamine ou encore le 1,8-

diazabicyclo[5.4.0]undéc-7-ène (DBU). On opère de prétérence dans un solvant convenant tel que le dichlorométhane, le chloroforme, le tétrahydroDurane, ou tout autre éther ou solvant compatible, à une température qui peut se situer entre celle des

mélanges réfrigérants et la température de reflux du solvant.

Puis on répète séquentiellement et dans l'ordre requis les étapes B) et C) décrites ci-avant, jusqu'à obtention de la structure visée, de manière à introduire le motif désiré en n exemplaires. Pour obtenir des structures branchées, on procède de IS façon analogue en introduisant au moment opportun la ou les molécule(s) requise (s)

pour obtenir une substitution R telle que décrite par la formule (II).

4) Terminaison de la partie polythicurée par introduction du substituant X La dernière étape permettant la terminaison de la ou des chame(s) de type polythiourée consiste en l'introduction du substituant X. Pour cela, on utilise les méthodes classiques de greffage connues de l'homme de 1'art choisies en fonction de l a nature du sub stituant X. Par ex emp l e, lo rs que X rep résente un alkyl e, on opère en taisant réagir un alkylisothiocyanate, en présence lorsque cela est nécessaire, d'une base amince non-nucl éophi le comme par exempl e la triéthyl amine, l'éthyldiisopropylamine, la triisopropylamine ou encore le 1,8 diazabicyclo[5.4.0]undéc-7-ène (DBU). La réaction est conduite dans un solvant convenable, par exemple le dichlorométhane. le chloroforme, le tétrahydrofurane, ou tout autre éther compatible, à une température se situant entre la température des

mélanges rétrigérants et la température de reflux du solvant.

Naturellement, lorsque les différents substituants peuvent interférer avec la réaction, il est prétérable de les protéger préalablement avec des radicaux compatibles et pouvant être mis en place et éliminés sans toucher au reste de la molécule. On opère pour cela selon les méthodes classiques connues de l'homme du métier, et notamment selon les méthodes décrites dans T. W. Greene, Protective Groups zn Organic Synthesis, WileyInterscience, dans McOmie, Protective Groups in Organic

Chemistry, Plenum Press, ou dans P. J. Kocienski, Protecting Groups, Thieme.

Par ailleurs, chaque étape du procédé de préparation peut être suivie, le cas échéant, des étapes de séparation et de purification du composé obtenu selon toute

méthode connue de 1'homme du métier.

Un autre objet de l'invention concerne les compositions comprenant un composé transtectant selon l'invention et un acide nucléique. Les quantités respectives de chaque composant peuvent être ajustées aisément par l'homme du métier en fonction du composé transtectant utilisé, de l'acide nucléique, et des

I S applications recherchées (notamment du type de cellules à transfecter) .

On entend au sens de l'invention par "acide nucléique" aussi bien un acide désoxyribonucléique qu'un acide ribonucléique. I1 peut s'agir de séquences naturelles ou artificielles, et notamment d'ADN génomique (ADNg) , d'ADN complémentaire (ADNc) d'ARN messager (ARNm), d'ARN de transtert (ARNt), d'ARN ribosomique (ARNr), de séquences hyDrides telles que des chiméroplastes ADN/ARN ou de

séquences synthétiques ou semi-synthétiques, d'oligonucléotides modifiés ou non.

Ces acides nucléiques peuvent être d'origine humaine, animale, végétale, bactérienne, virale, etc... Ils peuvent être obtenus par toute technique connue de l'homme du métier, et notamment par criblage de banques, par synthèse chimique, ou encore par des méthodes mixtes incluant la modification chimique ou enzymatique de séquences obtenues par criblage de banques. Ils peuvent être modifiés chimiquement. En général, ils contiennent au moins 10, 20, 50 ou 100 nucléotides consécutifs, et de préLérence au moins 200 nucléotides consécutifs. Encore plus préférentiellement, ils

contiennent au moins 500 nucléotides consécutifs.

Concernant plus particulièrement les acides désoxyribonucléiques, ils peuvent être simple ou double brin, de même que des oligonucléotides courts ou des séquences plus longues. En particulier, les acides nucléiques sont avantageusement constitués par des plasmides, des vecteurs, des épisomes, des cassettes d'expression, etc... Ces acides désoxyribonucléiques peuvent porter une origine de réplication procaryote ou encaryote fonctionnelle ou non dans la cellule cible, un ou plusieurs gènes marqueurs, des séquences régulatrices de la transcription ou de la réplication, des gènes d'intérêt thérapeutique, des séquences antisens modifiées ou non, des

régions de liaison à d'autres composants cellulaires, etc...

De préférence, I'acide nucléique comprend un ou plusieurs gènes d'intérêt thérapeuti que so us contrô le de séquences de régulation, par exemple un ou plusi eurs

promoteurs et un terminateur transcriptionnel actifs dans les cellules cibles.

Au sens de l'invention, on entend par gène d'intérêt thérapeutique notamment tout gène codant pour un produit protéique ayant un effet thérapeutique. Le produit protéique ainsi codé peut étre notamment une protéine ou un peptide. Ce produit protéique peut être exogène homologue ou endogène vis-à-vis de la cellule cible, c'est-à-dire un produit qui est normalement exprimé dans la cellule cible lorsque celle-ci ne présente aucune pathologie. Dans ce cas, I'expression d'une protéine permet par exemple de pallier une expression insuffisante dans la cellule ou I'expression d'une protéine inactive ou faiblement active en raison d'une modification, ou encore de surexprimer ladite protéine. Le gène d'intérét thérapeutique peut aussi coder pour un mutant d'une protéine cellulaire, ayant une stabilité accrue, une activité modifiée, etc... Le produit protéique peut également être hétérologue vis-à-vis de la cellule cible. Dans ce cas, une protéine exprimée peut par exemple compléter ou apporter une activité déficiente dans la cellule, lui permettant de lutter contre une

pathologie, ou stimuler une réponse immunitaire.

Parmi les produits thérapeutiques au sens de la présente invention, on peut citer plus particulièrement les enzymes, les dérivés sanguins, les hormones, les IymphoLines et cytokines ainsi que leurs inhibiteurs ou leurs antagonistes: interleukines, interférons, TNF, les antagonistes de l'interleukine 1, les récepteurs solubles de l'interleukine I ou du TNFcc, etc... (FR 92/03120), les facteurs de croissance, les neurotransmetteurs ou leurs précurseurs ou enzymes de synthèse, les facteurs trophiques (BDNF, CNTF, NGF, IGF, GMF, aFGF, bFGF, NT3, NT5, HARP/pléiotrophine, etc. ..) les apolipoprotéines (ApoAI, ApoAIV, ApoE, etc..., FR 93/05125), la dystrophine ou une minidystrophine (FR 91/11947), la protéine CFTR associée à la mucoviscidose, les gènes suppresseurs de tumeurs (pS3, Rb, RaplA, DCC, k-rev, etc..., FR 93/04745), les gènes codant pour des facteurs impliqués dans la coagulation (Facteurs VII, VIII, IX), les gènes intervenant dans la réparation de 1'ADN, les gènes suicides (thymidine kinase, cytosine déaminase), les gènes de l'hémoglobine ou d'autres transporteurs protéiques, les enzymes du métabolisme,

catabolisme etc...

L'acide nucléique d'intérêt thérapeutique peut également être un gène ou une séquence antisens ou un ADN codant pour un ARN à fonction de ribosime, dont 1'expression dans la cellule cible permet de contrôler 1'expression de gènes ou la transcription d'ARNm cel lulaires. De tel les séquences peuvent, par exempl e, être transcrites dans la cellule cible en ARNcomplémentaires d'ARNm cellulaires et bloquer ainsi leur traduction en protéine, selon la technique décrite dans le brevet EP 308. Les gènes thérapeutiques comprennent également les séquences codant pour des ribozymes, qui sont capables de détruire sélectivement des ARN cibles (EP 321 201). Comme indiqué plus haut, I'acide nucléique peut également comporter un ou plusieurs gènes codant pour un peptide antigénique, capable de générer chez l'homme ou l'animal une réponse immunitaire. Dans ce mode particulier de mise en oeuvre, 1'invention permet la réalisation soit de vaccins soit de traitements immunothérapeutiques appliqués à l'homme ou à l'animal, notamment pour traiter ou

prévenir des infections, par exemples virales ou bactériennes, ou des états cancéreux.

Il peut s'agir notamment de peptides antigéniques spécifiques du virus d'Epstein Barr, du virus HIV, du virus de l'hépatite B (EP 185 573), du virus de la pseudo-rage, du "syncitia forming virus", d'autres virus ou encore de peptides antigéniques spécifiques

de tumeurs (EP 259 2 l 2).

Prétérentiellement, I'acide nucléique comprend également des séquences permettant l'expression du gène d'intérêt thérapeutique et/ou du gène codant pour le peptide antigénique dans la cellule ou 1'organe désiré. Il peut s'agir des séquences qui sont naturellement responsables de l'expression du gène considéré lorsque ces séquences sont susceptibles de fonctionner dans la cellule infectée. Il peut également s'agir de séquences d'origine différente (responsables de l'expression d'autres protéines, ou même synthétiques). Notamment, il peut s'agir de séquences lO promotrices de gènes eucaryotes ou viraux. Par exemple, il peut s'agir de séquences promotrices issues du génome de la cellule que l'on désire infecter. De même, il peut s'agir de séquences promotrices issues du génome d'un virus. A cet égard, on peut citer par exemple les promoteurs des gènes E1A, MLP, CMV, RSV, etc... En outre, ces séquences d' expressi on p euvent être mod i fi ées par add iti on de séquences d'activation, de régulation, etc... Il peut aussi s'agir de promoteur, inductible ou répressible. Par ailleurs, I'acide nucléique peut également comporter, en particulier en amont du gène d'intérêt thérapeutique, une séquence signal dirigeant le produit thérapeutique synthétisé dans les voies de sécrétion de la cellule cible. Cette séquence signal peut être la séquence signal naturelle du produit thérapeutique, mais il peut également s'agir de toute autre séquence signal fonctionnelle ou d'une séquence signal artificielle. L'acide nucléique peut également comporter une séquence signal dirigeant le produit thérapeutique synthétisé vers un compartiment particulier de la cellule. Les compositions selon l'invention peuvent en outre comporter un ou plusieurs adjuvants capables de s'associer aux complexes composé transtectant/acide nucléique et d'en améliorer le pouvoir transfectant. Dans un autre mode de mise en oeuvre, la présente invention concerne donc des compositions comprenant un acide nucléique, un composé transtectant tel que défini ci-avant et au moins un adjuvant capable de s'associer aux complexes composé transfectant/acide nucléique et d'en améliorer le pouvoir transfectant. La présence de ce type d'adjuvant (lipides, poptides, protéines ou polymères par exemple) peut permettre avantageusement d'augmenter le pouvoir transtectant des composés. Dans cette optique, les compositions de l'invention peuvent comprendre à titre d'adjuvant, un ou plusieurs lipides neutres, qui possèdent notamment la propriété de former des agrégats lipidiques. Le terme " agrégat lipidique " est un terme générique qui inclus les liposomes de tous type (à la fois unilamellaires et multilamellaires) ainsi que les micelles ou encore des agrégats plus amorphes. Plus préférentiellement, les lipides neutres utilisés dans le cadre de la présente invention sont des lipides à deux chaînes grasses. De manière particulièrement avantageuse, on utilise des lipides naturels ou synthétiques, zwitterioniques ou dépourvus de charge ionique dans les conditions physiologiques. Il peuvent être choisis plus particulièrement parmi la dioléoylphosphatidyléthanolamine (DOPE), 1'oléoylpalmitoylphosphatidyléthanolamine (POPE), les distéaroyl, palmitoyl, -mirystoylphosphatidyléthanolamines ainsi que leurs dérivé Nméthylés 1 à 3 fois, les phosphatidylglycérols, les diacylglycérols, les glycosyldiacylglycérols, les cérébrosides (tels que notamment les galactocérébrosides), les sphingolipides (tels que notamment les sphingomyélines) ou encore les asialogangliosides (tels que notamment les asialoGMI et GM2). De façon avantageuse, les adjuvants lipidiques utilisés dans le cadre de la présente invention sont choisis parmi DOPE, DOPC ou le cholestérol. Ces différents lipides peuvent être obtenus soit par synthèse, soit par extraction à partir d'organes (par exemple le cerveau) ou d'_ufs, par des techniques classiques bien connues de 1'homme du métier. En particulier, I'extraction des lipides naturels peut être réalisée au moyen de solvants organiques (voir également

Lehninger, Biochemistry).

Préférentiellement, les compositions de l'invention comprennent de 0,01 à 20 équivalents d'adjuvant pour un équivalent d'acide nucléique en mol/mol et, plus

préférentiellement, de 0,5 à 5 équivalents molaires.

Selon une autre alternative, les adjuvants cités ci-avant permettant d'améliorer le pouvoir transLectant des compositions selon la présente invention, notamment les peptides, les protéines ou certains polymères tels que le polyéthylène glycol, peuvent être conjugués aux composés transfectants selon l'invention, et non pas simplement mélangés. Dans ce cas, ils sont covalemment liés soit au substituant X dans la formule générale (I), soit à l'extrémité de la (des) chame(s) alkyle(s) R et/ou R:

1orsque celles-ci sont des chanes aliphatiques grasses.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, les compositions selon la présente invention comprennent en outre un élément de ciblage permettant d'orienter le transfert de l'acide nucléique. Cet élément de ciblage peut être un élément de ciblage extracellulaire permettant d'orienter le transfert de l'acide nucléique vers certains types cellulaires ou certains tissus souhaités (cellules tumorales, cellules hépatiques, cellules hématopoïétiques...). Il peut également s'agir d'un élément de cibl age intracellulaire permettant d'ori enter le transfert de l'acide nucléique vers certains compartiments cellulaires privilégiés (mitochondries, noyau etc...). L'élément de ciblage peut être mélangé aux composés transfectants selon 1'invention et aux acides nucléiques, et dans ce cas 1'élément de ciblage est de préférence lié covalemment à une chaine alkyle grasse (au moins 10 atomes de carbone) ou à un polyéthylène glycol. Selon une autre alternative, I'élément de ciblage est lié covalemment au composé transfectant selon l'invention, so it au niveau du substituant X, soit sur l'espaceur Y. soit encore à l'extrémité de R et/ou R' lorsque ceux-ci représentent des chanes aliphatiques grasses. Enfin, I'élément de ciblage peut également être lié à l'acide nucléique comme cela a été précisé précédemment. P armi l es éléments de ciblage utilisab les dans le cadre de l 'invention, on peut citer les sucres, les poptides, les protéines, les oligonucléotides, les lipides, les neuromédiateurs, les hormones, les vitamines ou leurs dérivés. Prétérentiellement, il s'agit de sucres, de peptides, de vitamines ou de protéines tels que par exemple des anticorps ou des fragments d'anticorps, des ligands de récepteurs cellulaires ou des fragments de ceux-ci, des récepteurs ou encore des fragments de récepteurs. Par exemple, il peut s'agir de ligands de récepteurs de facteurs de croissance, de récepteurs de cytokines, de récepteurs de type lectines cellulaires, de récepteurs au folate, ou de ligands à séquence RGD avec une affinité pour les récepteurs de protéines d'adhésion comme les intégrines. On peut également citer les récepteurs de la transferrine, des HDL et des LDL, ou le transporteur du folate. L'élément de ciblage peut également être un sucre permettant de cibler des lectines tels que les récepteurs aux asialoglycoprotéines ou aux syalydés tel que le Sialyl Lewis X, ou

encore un fragment Fab d'anticorps, ou un anticorps simple chaîne (ScFv).

L'invention a également pour objet l'utilisation des composés transfectants tels que définis ci-avant pour le transfert d'acides nucléiques dans les cellules in vitro, in l'iVO OU ex v iro. Plus précisément, la présente invention a pour objet l'utilisation des composés transfectants selon l'invention pour la préparation d'un médicament destiné à traiter les maladies, en particulier les maladies qui résultent d'une déficience en un produit protéique ou nucléique. Le polynucléotide contenu dans ledit médicament code ledit produit protéique ou nucléique, ou constitue ledit produit nucléique, apte à

corriger lesdites maladies in viro ou ex vivo.

Pour des utilisations in viro, par exemple en thérapie ou pour l'étude de la régulation de gènes ou la création de modèles animaux de pathologies, les compositions selon l' invention peuvent être formulées en vue d' admini strati ons par voie topique, cutanée, orale, rectale, vaginale, parentérale, intranasale, intraveineuse, intramusculaire, sous-cutanée, intraoculaire, transdermique, intratrachéale, intrapéritonéale, etc... De préférence, les compositions de l'invention contiennent un véhicule pharmaceutiquement acceptable pour une formulation injectable, notamment pour une injection directe au niveau de l'organe désiré, ou pour une administration par voie topique (sur peau et/ou muqueuse). I1 peut s'agir en particulier de solutions stériles, isotoniques, ou de compositions sèches, notamment lyophilisées, qui, par addition selon le cas d'eau stérilisce ou de sérum physiologique, permettent la constitution de solutés injectables. Les doses d'acides nucléiques utilisées pour l'injection ainsi que le nombre d'administrations peuvent être adaptées en fonction de différents paramètres, et notamment en fonction du mode d'administration utilisé, de la pathologie concernée, du gène à exprimer, ou encore de la durée du traitement recherchée. En ce qui concerne plus particulièrement le mode d'administration, il peut s'agir soit d'une injection directe dans les tissus, par exemple au niveau des tumeurs, soit d'une injection dans les voies circulatoires, soit d'un traitement de cellules en culture suivi de leur réimplantation in viro, par injection ou greffe. Les tissus concernés dans le cadre de la présente invention sont par exemple les muscles, la peau, le cerveau, les poumons, le foie, la rate, la moelle osseuse, le thymus, le c_ur, la Iymphe, le sang, les os, les cartilages, le pancréas, les reins, la vessie, I'estomac, les intestins, les testicules, les ovaires, le rectum, le système nerveux, les yeux, les

glandes, les tissus coujonctifs, etc...

Un autre objet de la présente invention concerne une méthode de transfert d'acides nuclélques dans les cellules comprenant les étapes suivantes: (1) la mise en contact de 1'acide nucléique avec un composé transtectant selon la présente invention, pour former un complexe, et

(2) la mise en contact des cellules avec le complexe formé en (1).

L'invention concerne en outre une méthode de traitement du corps humain ou animal comprenant les étapes suivantes: (1) la mise en contact de 1'acide nucléique avec un composé transtectant selon la présente invention, pour former un complexe, et (2) la mise en contact des cellules du corps humain ou animal avec le complexe formé

en (1).

La mise en contact des cellules avec le complexe peut être réalisée par incubation des cel lules avec led it compl exe (pour des uti l i sations in vitro ou ex vivo), ou par injection du complexe dans un organisme (pour des utilisations in vivo). D'une manière générale, la quantité d'acide nucléique destinée à être administrée dépend de très nombreux facteurs tels que par exemple la maladie à traiter ou à prévenir, la nature même de l'acide nucléique, la force du promoteur, I'activité biologique du produit exprimé par l'acide nucléique, de la condition physique de l'individu ou de l'animal (poids, âge...), du mode d'administration et du type de formulation. En général, I'incubation est réalisce de prétérence en présence de par exemple de 0,01 à 1000,ug d'acide nucléique pour 106 cellules. Pour une administration in vivo, des

doses d'acide nucléique allant de 0,01 à 50 mg peuvent par exemple être utilisées.

L'administration peut être effectuée en dose unique ou répétée par intervalle.

Dans le cas o les compositions de l'invention contiennent en outre un ou plusieurs adjuvants tels que définis précédemment, le ou les adjuvants sont préalablement mélangés au composé transfectant selon l'invention et/ou à l'acide nucléique. Alternativement, le ou les adjuvants peuvent être administrés

préalablement à 'administration des complexes nucléolipidiques.

Selon une autre alternative avantageuse, les tissus peuvent être soumis à un traitement chimique ou bien physique destiné à améliorer la transfection. Dans le cas du traitement physique, celui-ci peut utiliser des impulsions électriques comme dans le cas de l'électrotransfert, ou bien des foces mécaniques comme dans le cas de la sodoporation. La présente invention fournit ainsi une méthode particulièrement avantageuse pour le transtert d'acides nucléiques in ViVO, notamment pour le traitement de maladies, comprenant l'administration in vivo ou in vitro d'un acide nucléique codant pour une protéine ou pouvant être transcrit en un acide nucléique apte à corriger ladite maladie, ledit acide nucléique étant associé à un composé transfectant selon

l'invention dans les conditions définies ci-avant.

Les composés transtectants de l'invention sont particulièrement utiles pour le transfert d'acides nucléiques dans des cellules primaires ou dans des lignées établies. Il peut s'agir de cellules fibroblastiques, musculaires, nerveuses (neurones, astrocytes, cellules gliales), hépatiques, hématopoétiques (Iyrnphocytes, CD34, dendritiques,

etc...), épithéliales etc..., sous forme différenciée ou pluripotente (précurseurs).

Un autre objet de la présente invention concerne également les kits de transfection qui comprennent un ou plusieurs composés transtectants selon l'invention et/ou leurs mélanges. De tels kits peuvent se présenter sous forme d'un emballage compartimenté de façon à recevoir différents récipients tels que par exemple des ampoules ou des tubes. Chacun de ces récipients comprend les différents éléments nécessaires pour effectuer la transfection, individuellement ou mélangés: par exemple un ou des composé(s) transtectant(s) selon l'invention, un ou des acide(s)

nucléique(s), un ou des adjuvant(s), des cellules, etc...

Outre les dispositions qui précèdent, la présente invention comprend également d'autres caractéristiques et avantages qui ressortiront des exemples et figures qui suivent, et qui doivent étre considérés comme illustrant l'invention sans en limiter la portée. Notamment, la demanderesse propose à titre non-limitatif un protocole opératoire ainsi que des intermédiaires réactionnels susceptibles d'être mis en oeuvre pour préparer les composés transiectant selon l'invention. Bien entendu, il est à la portée de 1'homme du métier de s'inspirer de ce protocole ou produits intermédiaires pour mettre au point des procédés analogues en vue de conduire à ces mêmes composés.

ABBREVIATIONS UTILISEES

BET: bromure d'éthidium DCC: dicyclobexylcarbodiimide DPPC: 1,2dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine

DTTU: 3-(2-/ 3-[2-(3-] 2-[3-(ditétradécylcarbamoyl)propiouylamino]éthyl ithio-

uréido)éthyl]thiouréido éthyl)- 1 -méthylthiourée EPC: L-aphosphatidylcholine 95% (oeuf) PvBOP: hexafluorophosphate de benzotriazoll-yloxytripyrrolidinophosphonium TBE: tris-borate-EDTA TFA: acide trifluoroacétique THF: tétrahydrofurane

FIG U R ES

Fieure 1: Evolution du taux de fluorescence (en /O) en fonction de la quantité de mélange EPC/DTTU (en nmoleses) par,ug d'acide nucléique et en fonction de la

quantité d'EPC seul (en nmoleses) par,ug d'acide nucléique (mélange témoin).

Fieure 2: Evolution du taux de fluorescence (en %) en fonction de la quantité de mélange DPPC/DTTU (en nmoleses) par g d'acide nucléique et en fonction de la

quantité de DPPC seul (en nmoleses) par,ug d'acide nucléique (mélange témoin).

Fiaure 3: Gel d'agarose (0,8 % / TBE) montrant la compaction du plasmide pXL3031 (,ug) en fonction de la quantité de liposome EPC/DTTU (en nmoleses)

1 0 utilisée.

Fiaure 4: Potentiel Zéta (en mV) correspondant au potentiel de surface des liposomes DPPC/DTTU-ADN en fonction de la quantité de lipide (nmoleses) par,ug d'acide nucléique. Fiaure 5: Efficacité de transfection in 1,itro de cellules HeLa par des complexes formés entre 1'ADN et des liposomes DTTU/DPPC ( 1:2), à différents rapports

lipide/ADN en nmoles/,ug, avec ou sans sérum.

L' axe des ordonnées représente l' expression de la luciférase en RLU/'lg de protéine.

L'axe des abscisses indique la quantité de DTTU (en nmoles) par g d'ADN.

Fieure 6: Niveau de protéines (en absorbance) de cellules HeLa non traitées ou traitées avec des liposomes EPC+DTTU/ADN à différents rapports lipide/ADN en nmoles/.ug.

Fiaure 7: Représentation schématique du plasmide pXL303 l.

EXEMPLES

Les réactifs et catalyseurs usuels tels que la triéthylamine, I'acide trifluoroacétique, I'acide p-toluène sulfonique I'hexafluorophosphate de benzotriazol-l-yloxytripyrrolidinophosphonium (PyBOP), dicylclohexylcarbodiimide (DCC), le disulfure de carbone, la tétradécylamine, le di-tert-butyl dicarbonate, la 4 diméthylaminopyridine, ou encore la diisopropyléthylamine sont disponibles commercialement. Les spectres de Résonance Magnétique Nucléaire du Proton (RMN tH) ont été enregistrés sur des spectromètres Bruker 300, 400 et 600 MHz. Les déplacements chimiques sont exprimés en ppm (partie par million) et les multiplicités par les

abréviations usuelles.

Dans toute la suite, I'acide nucléique utilisé est le plasmide pXL3031 décrit dans la publication Gene Therapy (1999) 6, pp. 1482-1488, qui contient le gène luc

codant pour la luciférase sous contrôle du promoteur P/E CMV du cytomégalovirus.

Ce plasmide est représenté à la figure 7. Sa taille est de 3671 bp. La solution de

plasmide utilisée est dilué à 1,262 g/1 dans de 1'eau pour préparation injectable.

EXEMPLE 1: Synthèse de la DTTU a) Synthèse de la ditétradécylamide (1) Dans un ballon équipé d'un agitateur magnétique relié à un ballon récepteur contenant un agent desséchant (P20s), sont mélangés 131,6 mmol d'acide tétradécanoque (30 g) et 140,8 mmol de tétradécylamine (30 g). Le mélange réactionnel est alors chauffé pendant 4 heures à 170 C sous pression réduite (50 mm Hg). Le brut est ensuite solubilisé dans du THF (700 ml; chauifer légèrement pour aider à solubiliser) puis on ajoute 4 équivalents de résine Amberlyst-15 (8 g) pour fixer l'excès d'amine. Après 20 minutes d'agitation, la solution est filtrée puis le

filtrat est concentré pour obtenir 55,11 g d'un solide blanc (rendement: 99 %).

H RMN (CDCI3): (ppm) 0,88 (t, 6H, J=6,5 Hz, -CH3), 1,25 (m, 42 H. -CH-), 1,47 (m, 2H, CO-CH2-CH2), 1,60 (m, 2H, N-CH2-CH2), 2,15 (t, 2H, J=7,5 Hz, CO

CH2), 3,23 (dt, 2H, J=7 Hz, N-CH2), 5,50 (s, 1H, NH).

i3c RMN (CDCI3): (ppm) 14,09 (Ci4+C'3), 22,71 (Ci3+C') 25,90 (C',), 26, 99(

C3), 29,69 (-CH-), 31,96 (C+C'), 36,97 (C'), 39,56 (Cr), 160 (CO).

b) Synthèse de la ditétradécylamine (2) Dans un ballon équipé d'un réfrigérant et d'un tube desséchant, on dissout 47 mmol de ditétradécylamide (20 g) dans 700 ml de THF anhydre, sous azote. On refroidit le mélange à 0 C puis on ajoute 89 mmol d'hydrure de lithium aluminium LiAIH (3,4 g). Après addition, le mélange est ensuite chanffé au reflux pendant 5 heures sous une agitation vigoureuse. La réaction terminée, le mélange est refroidi à 0 C pour réaliser l'hydrolyse par addition successive de 3,4 ml d'eau, 6,8 ml d'hydroxyde de sodium 2N et 3, 4 ml d'eau. Après une heure d'agitation à température ambiante, le brut réactionnel est filtré sur Buchner et le filtrat est concentré. Le produit obtenu est ensuite purifié sur 1,5 équivalents de résine A-15 (15 g) dans 300 ml de THF, sous agitation pendant 30 minutes. La résine est filtrée pour être remise en solution dans 300 ml de THF avec ajout de 2 équivalents de triéthylamine (19,2ml). Après 30 minutes d'agitation, la solution est filtrée et le

filtrat est concentré pour obtenir 17,72 g d'un solide blanc (rendement: 92 %).

H RMN (CDCl3): (ppm) 0,87 (t, 6H, J=6,5 Hz, -CH3), 1,25 (m, 44 H. -CH2-),

1,46 (m, 4H, N-CH2-CH2), 2,58 (t, 4H, J=7 Hz, N-CH2).

13c RMN (CDCl3): 0 (ppm) 14,06 (C14), 22,69 (C13), 27,48 (C3), 28,29 (C2) ' 29,69

(C4-CIl), 31,96 (Cr'), 50,15 (Cr).

c) Synthèse de l'acide N,N-ditétradécylsuccinamique (3) Dans un ballon sont ajoutés successivement dans 125 ml de dichlorométhane, 12,65 mmol d'anhydride succinique (1,266 g), 12,65 mmol de 4-diméthyl aminopyridine (1,546 g) et 10,75 mmol de ditétradécylamine (4,407 g). Le mélange réactionnel est agité pendant 18 heures à température ambiante. La réaction achevée,

on effectue une extraction avec du dichlorométhane et de l'acide chlorhydrique (1N).

Puis la phase organique est lavée avec de la saumure et séchée sur sultate de magnésium, filtrée puis concentrée pour obtenir 4,21 g de produit (3) (rendement:

66 %).

H RMN (CDCI3): (ppm) 0,85 (t, 6H, J=6,3 Hz, -CH3), 1,23 (m, 44 H. -CH'-),

1,48 (m, 4H, N-CH,-CH2), 2,64 (s, 4H, CO-CH,-CH2-CO). 3,22 (m, 4H, N-CH,).

13c RMN (CDCI3): 0 (ppm) 14,08 (C14), 22,69 (C13), 27,74 (C3), 28,10 (COCH2 CH2-CO), 28,92 (C2), 29,67 (C4-CI), 30,07 (CO-CH2-CH2-CO), 31,95 (Cl2) , 46,21

et 47,98 (C), 4171,46 (CO-NH(CI4H29)2), 173,14 (NH-CO).

d) Synthèse de l' ester tert-butylique de l' acide 2-aminoéthylcarbamique (4) On ajoute goutte à goutte 18,6 mmol de dicarbonate de di-tert-butyle (4 g) à 102,83 mmol d'éthylène diamine (6,17 g) en solution dans du chloroforme (20 ml), sous azote. Le mélange réactionnel est ensuite agité pendant 18 heures à température ambiante. Une fois la réaction achevoe, la solution est concentrce. L'huile résultante dissoute dans du dichlorométhane est lavée avec une solution aqueuse saturée en carbonate de sodium. Puis la phase organique est séchée sur sultate de magnésium, filtrée et concentrée. Le produit brut est purifié par chromatographie éclair (dichlorométhane / méthanol 9:1). On obtient ainsi 2,38 g de produit (4) (rendement: %). IH RMN (CDCI3): 0 (ppm) 1,40 (s, 9H, (CH3)3), 1,52 (s, 2H, NH2), 2,59 (t, 2H, J=5,9 H_, N-CH2), 3,12 (q, 2H, 47=s, 4 Hz, NHBoc-CH2), 5,1 (s, 1 H. NHBoc) 3C RMN (CDCI3): 0 (ppm) 28,15 (CH3)3, 41, 67 (CH'-NHBoc), 43,46 (CH7-NH2),

78,31 (C-(CH3)3, 156,21 (C=O).

e) Synthèse de l'ester tert-butylique de l'acide 2-[3(ditétradécylcarbamoyl) propionylamino]éthylcarbamique (5) On ajoute successivement 8,84 mmol de PyBOP (4,601 g), 9,72 mmol de l'amine (4) obtenue à 1'étape précédente (1,558 g) et 24,31 mmol de diisopropyléthylamine (4,24 ml) à une solution de 8,84 mmol de 1'acide (3) obtenu précédemment (4,5 g) dans 88 ml de dichlorométhane. La solution est alors agitée pendant 4 heures à température ambiante. En fin de réaction, le mélange réactionnel est fltré puis le produit est purifié par chromatographie éclair (heptane/acétate d'éthyle 5:5 puis heptane/acétate d'éthyle 2:8). On obtient ainsi 3,79 g de 1'ester (5)

(rendement:66 %).

H RMN (CbCl3): c (ppm) 0,87 (t, 6H, J=6,6 Hz, -CH3), 1,25 (m, 44H, -CH2-), 1,43 (s, 9H, (CH3)3) 1,48 (m, 4H, N-CH2-CH2), 2,56 (t, 2H, J= 6,7 Hz, CH23), 2,69

(t, 2H, J= 6,2 Hz, CH24), 3,28 (m, 4H, N-CH2), 3,3 (m, 4H, CH21+ CH22).

13C RMN(CDCl3): c (ppm) 14,07 (C"l4), 22,56 (C"l3), 26,99 ((CH3)3), 27,73

(C"3), 28,29 (C'2), 28,59 (C"2), 29,27 (C''4-C''I), 29,55 (C'3), 31,41 (C"2), 39,85

(C2), 40,39 (C,), 46,21 et 47,98 (C"l), 78,77 (C(IV)-Boc), 156,33 (CO-Boc) , 171,46

(CO-NH(CI4H29)2), 173,14 (C 1).

f) Synthèse du 2-[3-(ditétradécylcarbamoyl)propiouylamino]éthylamine (6) À 2,44 mmol de 1'ester (5) obtenu à l'étape précédente (1,59 g) est ajouté

12,2 mmol de TFA distillé (0,94 ml). Au bout de deux heures, la réaction est totale.

Le produit est co-évaporé 2 fois avec du cyclohexane à 1'évaporateur rotatif à froid.

Le rendement est quantitatif.

H RMN (CDCl3): c (ppm) 0,91 (t, 6H, J=6,6 Hz, -CH3), 1,29 (m, 44 H. -CH2-) , 1,51 (m, 4H, N-CH'-CH2), 2,59 (t, 2H, J= 6, 7 Hz, H'3), 2,71 (t, 2H, J= 6,2Hz, H'3), 3,29 (m, 4H, N-CH2), 3,31 (m, 4H, H, H2) 3C RMN (CDC13):: 0 (ppm) 14,00 (C"4), 22,67 (C '3), 27,35 (C '3), 27,95 (C'2),

28,53 (C'), 29,65 (C"4-C"), 30,70 (C'3), 31,94 (C"), 37,83 (C2), 40,08 (C2),

47,85 et 49,42 (C"), 171,72 (CO-NH(C4H29)2), 173,26 (C) g) Synthèse du ((1,1-diméthyléthoxycarbonyl)amino)éthylisothioCyanate (7) Dans un ballon, on ajoute successivement 43,69 mmol de DCC (9,015g), 297,9 mmol de disulfure de carbone (17,9 ml) dans 27,5 ml de THF. Le mélange est refroidi à -7 C avec un bain de glace et de chlorure d'ammonium NHC1 (4/1) . On ajoute ensuite goutte à goutte 43,69 mmol l'amine (4) précédemment obtenue (7 g) dissout dans 20,5 ml de THF anhydre, pendant 30 minutes. On laisse le mélange revenir à température ambiante et on laisse agiter pendant 21 heures. Après évaporation, on additionne du diéthyl éther pour précipiter la dicyclohexylurée formée. La solution est filtrée, le f ltrat est concentré puis purifié par chromatographie éclair (heptane/acétate d'éthyle 80: 20) pour obtenir 6,357 g de produit (7) souhaité

(rendement: 72 %).

IH RMN (CDCl3): 0 (ppm) 1,38 (s, 9H, (CH3)3), 3,31 (q, 2H, 4J= 5,8 Hz, NHBoc CH2), 3,59 (t, 2H, J= 5,6 Hz, S=C=N-CH2), 5,16 (s, IH, NHBoc) 3C R1\IN (CDCl3):: (ppm) 28,54 ((CH3)3), 41,03 (CH2-NHBoc), 45,53 (CH2

N=C=S), 79,71 (C-(CH3)3, 132,72 (C=S), 156,21 (C=O).

h) Synthèse de l'ester tert-butylique de l'acide 2-(3-] 2-[3(ditétradécyl carbamoyl)propionylamino]éthyltthiouréldo)éthyl carbamique (8) A 2,44 mmol de 1'amine (6) précédemment obtenue (1,62 g) on ajoute directement 9,76 mmol de triéthylamine (1,36ml) et on laisse agiter pendant 15 minutes. On additionne ensuite 24,4 ml de dichlorométhane et 2, 92 mmol de I'isothiocyanate (7) obtenu à 1'étape précédente (0,59 g). Le mélange réactionnel est agité à température ambiante pendant 12 heures. Le mélange est ensuite évaporé puis purifié par chromatographie éclair (acétate d'éthyle/hoptane 6:4 puis 100 % d'acétate

d'éthyle). On obtient ainsi 1,343 g de 1'ester (8) souhaité (rendement: 73 %).

H RMN (CDCI3): 0 (ppm) 0,67 (t, 6H, J=6, Hz, -CH3), 1,05 (m, 44 H. -CH2-), 1,26 (s, 9H, CH3)3), 1,35 (m, 4H, N-CH2-CH2), 2,31 (m, 2H, H3'3), 2,49 (m, 2H, H3'3), 3,06 (m, 4H, N-CH'), 3,11 (m, 4H, H, H"), 3,47 (m, 4H, H, H"), 7,14 (2H,

H thiource).

3C R1\IN(CDCI3): 0 (ppm) 13,95 (C4'4), 22,57 (C4'3), 26,92 ((CH3)3), 27, 07

(4'C3), 27,78 (C3'), 28,39 (C4'2), 28,82 (C3'3), 29,55 (C4'4-C4'11), 31, 83 (C4'12),

39,45 (C",), 43,63 (C et C"), 46,39 et 48,16 (C4'), 79,24 (C(IV)-Boc), 156,53

(CO-Boc), 171,72 (CO-NH(C4H29),), 173,71 (C3'), 182,97 (C=S). i) Synthèse de la 2-(3-] 2-[3-(ditétradécylcarbamoyl)propionylamino]

éthylt thiouréido)éthyl amine (9) A 1,98 mmol du produit (8) obtenu à 1'étape précédente (1,5 g) est ajouté 9,86 mmol de TFA distillé (0,76 ml). Au bout de 3 heures, la réaction est totale. Le produit est co-évaporé 2 fois avec du cyclohexane à 1'évaporateur rotatif à froid. Le

rendement est quantitatif.

H Rt\IN (CDCl3): (ppm) 0,67 (t, 6H, J=6, Hz, -CH3), 1,05 (m, 44 H. -CH2-), 1,26 (s, 9H, CH3)3), 1,31 (m, 4H, N-CH2-CH2), 2,31 (m, 2H, H3'3), 2,49 (m, 2H, H3'3), 3,06 (m, 4H, N-CH2), 3,11 (m, 4H, Hl, H"2), 3,44 (m, 4H, H2, H"), 7,10,

(2H, H thiourée).

'3C RMN (CDCl3): (ppm) 13,85 (C4'4), 22,49 (C4'3), 27,01 (C4'3), 27,72 (C3'2), 28,29 (c4'2), 28,79 (C3'3), 29,49 (C4'4-C4'), 31,77 (c4'2), 39,42 (C"2), 43,75 (C2 et

C'?), 46,29 et 48,09 (C4"), 171,72 (CO-NH(C4H29)2), 173,71 (C3'), 182,97 (C=S).

j) Synthèse de l'ester tert-butylique de l'acide 2-] 3-[2-(3-] 2-[3(ditétradécyl carbamoyl)propionylamino]éthyl thiouréido)éthyl]thiouréido éthyl carbamique (10) À 1,98 mmol de l'amine (9) obtenue à 1'étape précédente (1,47 g) on ajoute directement 7,92 mmol de la triéthylamine (1,1 ml) et on laisse agiter pendant 15 minutes. On additionne ensuite 19, 8 ml de dichlorométhane et 2,38 mmol de l'isothiocyanate (7) précédemment obtenu (0,461 g) et on laisse réagir à température ambiante sous agitation pendant 12 heures. Le mélange est ensuite évaporé puis purifié par chromatographie éclair (acétate d'éthyle/heptane 6:4 puis acétate d'éthyle/méthanol 98:2). On obtient 1,136 g du produit (10) souhaité (rendement:

67 %).

H RMN (CDCl3): 0 (ppm) 0,74 (t, 6H, J=6,6 Hz, -CH3), 1,12 (m, 44 H. -CH2-) , 1,30 (s, 9H, CH3)3), 1,45 (m, 4H, N-CH2-CH2), 2,41 (m, 2H, H '2). 2,58 (m, 2H, H",), 3,12 (m, 4H, N-CH2), 3,25 (m, 4H, H, H4',), 3,56 (m, 8H, H, H", H '2,

Hi'), 7,14 (4H, H thiourée).

3C RIN (CDCl3): (ppm) 14,06 (C6 4), 22,57 (C6 3), 27,1 1 (C6 3), 26,93 ((CH3)3), 2779 (Cs'2), 28,38 (C6), 28,81 (Cs'3), 29,56 (C6-C6), 31,83 (C6) , 39,55 (c4'2), 4366 (C2, C",, C"2, C4'), 46,49 et 48,23 (C6), 79,28 (C(lV)-Boc), 156,61 (CO

Boc), 171,96 (CO-NH(C4H2)2), 173,72 (Cs'), 182,93 (C=S).

k) Synthèse de la 2-/ 3-[2-(3-] 2-[3-(ditétradécylcarbamoyl) propionylamino] éthylthiouréido)éthyl]thiouréidoéthyl amine (11) À 1,15 mmol du produit (10) obtenu à 1'étape précédente (1 g) est ajouté ,84 mmol de TFA distillé (0,45 ml). Au bout de 3 heures, la réaction est totale. Le produit est co-évaporé 2 fois avec du cyclohexane à l'évaporateur rotatif à froid. Le

rendement est quantitatif.

H RlVIN (CDCI3): 0 (ppm) 0,85 (t, 6H, J=6,6 Hz, -CH3), 1,25 (m, 40 H. CH2-), 1,48 (m, 4H, N-CH2-CH2), 1,52 (m, 4H, N-CH2-CH2 CH2), 2,65 (m, 2H, H5'2), 2,77 (m, 2H, Hi'3), 3,26 (m, 4H, N-CH2), 3,43 (m, 4H, H, H4'2), 3, 85 (m, 8H, H2, H",

H"2, H4';), 7,44 (4H, H thiourée).

* 3C RMN (CDCI3): (ppm) 14,05 (C6 4), 22,68 (C6 3), 27,05 (C6 3), 27,58 (Cs'2), 28,71 (C6 2), 29,36 (C5'3), 29,67 (C64-C6), 31,94 (C6 12), 40,49 (Ci'), 43,49 (C en ot de C=S), 47,40 et 49,07 (C6), 172,16 (CO-NH(C4H,9)2) , 174,00 (NH-CO), 182,73

(C=S).

1) Synthèse de la DTTU (12) À 0,28 mmol de 1' amine (11) obtenue à 1'étape précédente (0,24 g) on ajoute directement 1,12mmol de triéthylamine (0, 16 ml) et on laisse agiter pendant 15 minutes. On additionne ensuite 2,8 ml de dichlorométhane et 0,34 mmol de méthylisothiocyanate (0,024 g) et on laisse réagir à température ambiante sous agitation pendant 12 heures. Le mélange est ensuite évaporé puis purifé par CLHP (Chrom atographie Liqui de Haute Performance) sur une co lonne C4 avec le gradient suivant: initialement un mélange eau/méthanol 95:5 jusqu'à 100 % de méthanol. Le produit obtenu est à nouveau purifié sur une petite colonne de silice (acétate d'éthyle/heptane 80:20 puis 100 /0 d'acétate d'éthyle). On obtient ainsi 118 mg de

DTTU (rendement: 51 %).

H RMN (CDCI3): 0 (ppm) 0,86 (t, 6H,]=6,7Hz, -CH3), 1,24 (m, 40 H. -CH2-), 1,44 (m, 4H, N-CH2-CH2), 1,54 (m, 4H, N- CH2-CH,-CH2), 2,52 (m, 2H, H6'2), 2,67 (m, 2H, H6'2), 3,05 (m, 3H, -CH3 terminal), 3,21 (m, 4H, N-CH2), 3, 32 (m, 2H, H5'2),

3,75 (m, 10H, H', H'2, H3', H3'2, Hs'), 7,14 (6H, H thiourée).

3C RMN (CDCI3): 0 (ppm) 14,09 (C7'), 22,69 (C73), 27,24 (C7'3), 27,89 (C6'2), 28,87 (C7'2), 29,38 (c6,3), 29,67 (C7'4-C7'), 31,26 (CH3 terminal) , 31,94 (C '2),

39,71 (c5'2), 43,63 (C'l, C'2, C3'1, c3'2, Cs'l), 46,67 et 48,40 (C7']), 172,16 (CO-

NH(Cr4H,9)2), 174,00 (C6'), 182,73 (C=S).

EXEMPLE 2: Compaction de l'acide naclélque en urésence de DTTU (12) Le but de cet exemple est d'illustrer la capacité des composés transtectants selon 1'invention à s'associer aux acides nucléiques. Ceci peut être aisément démontré par un test de fluorescence au bromure d'éthidium: I'absence de fluorescence témoigne de l'absence d'acide nucléique libre

ce qui signife que l'acide nucléique est compacté par le composé transfectant.

L'acide nucléique est mis en présence de quantités croissantes de DTTU (12), par mélange équivolumétrique de solutions lipidiques de différents titres dans les solutions d'acide nucléique. On prépare ainsi des échantillons de 800 111 de complexes d'acide nucléique de concentration 0, 01 g/ml dans une solution de chlorure de

sodium à 150 mM avec des quantités croissantes de DTTU (12).

De la même façon, un contrôle a été réalisé en mettant l'acide nucléique en présence de quantités croissantes d'EPC (voir Figure 1) ou de DPPC (voir Figure 2), par mélange équivolumétrique de solutions lipidiques de différents titres dans les solutions d'acide nucléique. On prépare ainsi des échantillons de 800,ul de complexes d'acide nucléique de concentration 0,01,ug/ml dans une solution de chlorure de sodium à 150 mM avec des quantités croissantes d'EPC ou de DPPC (Figures 1 et 2

respectivement).

La fluorescence au bromure d'éthidium est mesurée au fil du temps (mesure à C) en utilisant un FluoroMax-2 (Jobin Yvon-Spex), avec des longueurs d'onde d' excitation et d'émission de 260 nm et 590 nm respectivement. Les largeurs de fentes pour l'excitation et l'émission sont réglées à 5 nm. La valeur de fluorescence est enregistrée après aj out de 3,ul de bromure d' éthidium à I g/l par ml de solution

ADN/lipide (à 0,01 mg d'ADN/ml).

Les résultats sont résumés dans les Figures 1 et 2.

Dans la Figure 1, la courbe incluant des carrés montre que 1'ajout d'une quantité croissante de mélange lipidique DTTU / EPC (0,75 à 20 nmoles de DTTU) par rapport à une quantité fixée d'acide nucléique (8,ug) induit une diminution de la fluorescence liée à la réduction de l'insertion du bromure d'éthidium entre les paires S de base de l'ADN. Ceci indique que l'association entre les liposomes DTTU/EPC et

l'ADN est suffisamment forte pour exclure le bromure d'éthidium des complexes.

Nous avons ainsi pu obtenir jusqu'à 90 % d'exclusion de fluorescence soit 90 % d'association ADN-lipides DTTU/EPC. Afin de montrer le rôle actif du lipide DTTU dans cette association lipides/ADN, un contrôle a été réalisé. Il consiste à observer 1'interaction entre le lipide EPC et l'ADN, ceci est représenté par la courbe contenant des losanges. Lorsque l'EPC est mise en contact avec de l'ADN dans des conditions identiques à celles utilisées pour l'étude des complexes DTTU/EPC-ADN, seule une faible diminution de fluorescence est observée (environ 5%), qui peut être attribuée à l'augmentation de la turtidité du mélange. Ce contrôle reflète donc l'absence IS d'association de l'EPC seule avec l'ADN dans les conditions expérimentales pré citées. Cet exemple illustre ainsi la capacité du lipide DTTU à s'associer à l'acide nucléique. De la même façon, dans la Figure 2, la courbe incluant des carrés montre que 1'ajout d'une quantité croissante de mélange lipidique DTTU / DPPC (0,75 à 20 nmoles de DTTU) par rapport à une quantité fixée d'acide nucléique (8 g) induit une diminution de la fluorescence lorsqu'une quantité identique de bromure d'éthidium est ajoutée aux différents échantillons. Ceci indique que l'association entre les liposomes DTTU/DPPC et l'ADN est suffisamment forte pour exclure le bromure d'éthidium des complexes. Nous avons ainsi pu obtenir jusqu'à 90 % d'exclusion de fluorescence soit 90 % d' association ADN-DTTU/DPPC. Afin de montrer le rôle actif du lipide DTTU dans cette association lipides/ADN, un contrôle a été réalisé. Il consiste à observer l' interaction entre le lipide DPPC et l ' ADN, ceci est représenté par la courbe contenant des losanges. Lorsque la DPPC est mise en contact avec de 1'ADN dans des conditions identiques à celles utilisces pour l'étude des complexes DTTU/DPPC-ADN, seule une faible diminution de fluorescence est observée (environ 5%). Ce contrôle reflète donc l' absence d' association de la DPPC seule avec

l'ADN dans les conditions expérimentales pré-citées.

Cet exemple illustre ainsi la capacité du lipide DTTU à s'associer avec I'acide nucléique. EXEMPLE 3. Compaction de l'ADN par des comnIexes DTTU/EPC Le but de cet exemple est d'illustrer la capacité des composés transSectants

selon l'invention à compacter les acides nucléiques.

Ceci peut être aisément démontré par un test de retard électrophorétique sur gel d'agarose de 1'ADN mis en évidence par utilisation de bromure d'éthidium (BET): l'absence de migration de l'acide nucléique sur le gel témoigne de la compaction de l'acide nucléique. L'acide nucléique libre quant à lui n'est pas sujet à

un retard sur gel.

Sur un gel d'agarose (0,8 % d'agarose dans du TBE IN) ont été déposés différents échantillons ADN/DTTU comportant des quantités croissantes de lipide DTTU par rapport à 1'ADN. Le gel a été soumis à un courant électrique d'une heure et demie à 70V et 70 mA afn de faire migrer 1'ADN par électrophorèse. Les bandes ont été révélées avec du BET et par absorption sous une lampe U.V. I es résultats sont

représentés dans la Figure 3.

Le gel montre la migration électrophorétique de 1'ADN lorsqu'il n'est pas associé aux lipides (puits 1), puis sa différence de rétention lorsqu'il est associé aux lipides. Les puits 2 à 6 représentent 1'ADN (O,Olg/l) associé à des quantités croissantes de liposomes DTTU/EPC: 0,75 puis 5 puis 10 puis 15 et enfin 20 nmoles de lipide DTTU. La comparai son entre le puits I et l es autres puits indique que plus on augmente la quantité de lipide DTTU, plus 1'ADN est retenu sur gel pour être totalement retardé à partir de 3 nmoles de DTTU/g d'ADN, zone d'agrégation des complexes. Les puits 8 à 13 correspondent respectivement à 1'ADN seul (O, lg/l,lg pour le gel), les lipoplexes formés à la concentration de 0,1g/1 d'ADN aux rapports lipide/ADN: 0,75 ou 5 ou 10 ou 15 et enfin 20 nmoles/, ug d'ADN. De la méme façon, on peut observer qu'à cette concentration d'ADN compatible avec des

expériences in viro, I'ADN est compacté dès le rapport 5 nmoles lipide/, ug d'ADN.

Cet exemple illustre ainsi la capacité du lipide DTTU à compacter l'acide nacléique. EXEMPLE 4: Mesure du potentiel Zéta des compositions DTTU/ADN Le but de cet exemple est d'illustrer la capacité des composés transfectants selon l' invention à compacter les acides nucléiques tout en conservant une structure

globalement anionique, neutre, ou très faiblement cationique.

Ceci peut être démontré par une mesure de potentiel Zéta: la mesure donnée en mV témoigne de la charge de surface de la particule relative à la mobilité

électrophorétique de l'échantillon.

L'acide nucléique est mis en présence de quantités croissantes de mélange lipidique DTTU/EPC par mélange équivolumétrique de solutions lipidiques de différents titres dans les solutions d'acide nucléique. On prépare ainsi des échantillons de 2 ml de complexes d'acide nucléique de concentration 0,01g/l dans une solution

de chlorure de sodium à 20 mM avec des quantités croissantes de DTTU.

La mesure de potentiel Zéta (mV) est réalisce en utilisant un zetasizer 3000 Hsa (Malvern). La valeur du potentiel est réalisce 3 fois de suite sur 2 ml

d'échantillon DTTU/EPC-ADN. Les résultats sont résumés dans la figure 4.

Les liposomes DTTU/EPC sont ajoutés à l'ADN dans une zone allant de 0,75 nmoles à 20 nmoles de lipides par 1lg d'ADN. Dans cette zone de variation de la quantité de lipide, le potentiel Zéta varie de -35 mV à +15 mV. La partie négative correspond à ce qui est montré dans les Figures 1, 2 et 3, à savoir que le potentiel Zéta est négatif lorsque l'ADN n'est pas totalement compacté. Plus on ajoute de lipide, plus l'ADN est compacté et plus le potentiel Zéta se rapproche de zéro, les lipoplexes présentent alors un potentiel de surface quasiment nul. Le potentiel Zéta devient ensuite légèrement positif vers 8 nmoles de lipide/g d'ADN. La relativité de cette mesure doit tenir compte de la comparaison des différents échantillons au cours d'une même expérience. Il est ainsi important de noter l'évolution du potentiel Zéta en fonction de 1'augmentation de la quantité de lipide jusqu'à une valeur faiblement positive. Cet exemple confirme ainsi la compaction de 1'ADN par les composés transfectants selon la présente invention, notamment le DTTU, et montre que les

lipoplexes forrnés présentent un potentiel de surface proche de la neutralité.

EXEMPLE 5: Transfection in vitro des compositions DTTU/ADN Le but de cet exemple est d'illustrer la capacité des composés transfectants

selon l'invention à transfecter des cellules in vitro.

Cette étude a été menée pour des lipoplexes comprenant différentes quantités de DTTU: 1,5 ou 5 ou 10 oul5 ou20 nmoles de DTTU / 1lg d'ADN. Chacune de ces conditions a été testée avec et sans sérum de veau f_tal (" + Sérum " ou " - Sérum ") Culture des cellules: des cellules HeLa (American type Culture Collection (ATCC) Rockville, MD, USA) dérivées d'un carcinome d'epithéllum cervical humain, sont mises en culture en présence d'un milieu de type MEM (" minimum essential medium >) avec addition de 2 mM de L-glutamine, 50 unités/ml de pénicilline, et 50 unités/ml de streptomycine. Le milieu et les additifs proviennent de Gibco/BRL life Techrologies (Gaithersburg, MD,USA). Les cellules sont cultivées

en flacons à 37 C et à 5 % de dioxyde de carbone en incubateur.

Transfection: un jour avant la transfection, les cellules HeLa sont transférées dans des plaques 24 puits avec un nombre de cellules de 30000 à 50000 par puits. Ces

dilutions représentent approximativement 80% de confluence après 24 heures.

Pour la transtection, les cellules sont lavées deux fois et incubées à 37 C avec 500 p1

de milieu avec sérum (10 % SVF v/v) ou sans sérum.

,ul de complexes contenant 0,5 g d'ADN plasmidique sont ajoutés dans chaque

puit (les complexes sont préparés au moins 30 minutes avant 1'ajout dans les puits).

Après deux heures à 37 C les plaques sans sérum sont complémentés avec 10 % (v/v)

de SVF (<< Sérum de Veau F_tal >).

L'ensemble des plaques est placé 24 heures à 37 C et à 5 % de dioxyde de carbone. Déterrnination de l'activité luciférase: Brièvement, les cellules transfectées sont lavées deux fois avec 500 1ll de PBS (tampon phosphate) puis lysées avec 250 p1

de réactif (Promega cell culture Iysis reagent, du kit Luciferase Assay System).

Un aliquote de 10 pI de surnageant du Iysat centrifugé (12000 x g) 5 minutes à 4 C

est mesuré au luminomètre Wallac Victor2 (1420 Multilabel couter).

L'activité luciférase est dosée par l'émission de lumière en présence de luciférine, de

coenzyTne A et d'ATP pendant 10 secondes et rapportée à 2000 cellules traitées.

L'activité luciférase est ainsi exprimoe en Unité de Lumière Relative (" RLU >: " Relative light unit >) et normalisce avec la concentration de protéines de

I'échantillon obtenue par l'utilisation d'un kit Pierce BCA (Rockford, IL, USA).

Les résultats résumés dans la Figure 5 montrent une efficacité de transfection optimale pour les lipoplexes comprénant ou 10 nmoles de DTTU par,u d'ADN. La présence de sérum induit une faible inhibition de la transfection

dans tous les cas.

EXEMPLE 6: détermination de la toxicité des lipoplexes DTTU/ADN vis-à-vis des cellules Le but de cet exemple est d' illustrer P absence de toxicité des composés

transfectants selon l'invention.

Le niveau de protéine est mesuré après transtection. Le protocole de

transfection est identique à celui décrit pour l'exemple 5.

Déterrnination du niveau de protéine: Brièvement, les cellules transfectées sont lavoes deux fois avec 500 pl de PBS (tampon phosphate) puis Iysées avec 250

de réactif (Promega cell culture Iysis reagent, du kit Luciferase Assay System).

Un aliquote de 50 1ll de surnageant du Iysat centrifugé (12000 x g) 5 minutes à 4 C est transtéré dans un tube en présence de 50,ul d'iodoacétamide 0,1 M, d'acide chlorhydrique tris O,1 M à pH 8,2 et laissé l heure à 37 C. 20,ul des solutions précédentes sont déposés dans une plaque de 96 puits et 200,ul de réactif " BCA protein assay " (Pierce, Montluson, France) sont ajoutés. La plaque est alors centrifugée à 2500 tours/min. puis incubée à 37 C pendant 30 minutes. En parallèle, une gamme d'albumine de sérum bovin (BSA) est réalisée afin de corréler la valeur d'absorbance obtenue pour les échantillons à une quantité de protéine présente dans l'échantillon. Les résultats résumés dans la Figure 6 montrent un niveau de protéine similaire quelle que soit la condition utilisce, les lipoplexes comprenant 0,75 ou 5 ou 10 ou 15 ou 20 nmoles de DTTU par,ug d'ADN. La présence de lipide DTTU n'altère donc pas la cellule et aucune toxicité n'a été observée dans les conditions utilisées. Cet exemple illustre donc un des avantages majeurs des composés transfectants selon l'invention, à savoir leur très faible toxicité probablement liée

à 1'absence de charges positives dans leur structure.

Claims (30)

REVENDICATIONS

1. Les composés transtectants de forrnule générale:

N N-(CH INIY L (I)

D' R dans laquelle: À 1 est un entier choisi parmi 0 et 1 n est un entier choisi parmi 1, 2, 3, 4, 5 et 6, À m est un entier choisi parmi 2, 3 et 4, m pouvant prendre des valeurs différentes au sein des différents groupements -[NHCSNH(CH)m]' R' représente un groupe de formule générale (II): (CH2)p HN H4; (II) dans laquelle q est un entier choisi parmi 1, 2, 3, 4, 5 et 6, et p est un entier choisi parmi 2, 3 et 4, p pouvant prendre des valeurs différentes au sein des différents groupements -[(CH2) p-NH-CS-NH]-, À R représente soit un atome d'hydrogène soit un groupe de formule générale (II) telle que définie ci-avant, étant entendu que lorsque n vaut 1 et 1 vaut 0, alors au moins un groupe R est de forrnule (II), À X, dans les formul es (I) et (II), représ ente un group e aliphati que linéaire ou cyclique, saturé ou insaturé, et comprenant 1 à 8 atomes de carbone, un groupe mercaptométhyle (-CH2SH), ou bien une chaîne hydrophile choisie parmi les groupes: -(CHOH)U-H avec u un entier choisi parmi 1, 2, 3, 4, 5 et 6, ou bien -(OCH2CH2O)V-H avec v un entier choisi parmi 1, 2 et 3, étant entendu que pas plus de un substituant X, à la foi s dans l es formul es (I) et (II), ne représente une chaîne hydrophile, À Y représente un espaceur et L représente: - soit un groupement -N(R)R2 avec R et R2 qui représentent, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène ou bien une chaîne aliphatique grasse, ou bien un groupe de formule -(CH2)-OZ avec t représentant un entier choisi parmi 11, 12, 13, 14 ou 15 et Z représente un sucre, un polyol ou un PEG, étant entendu que l'un au moins de R' et de R2 est différent de l'hydrogène, - soit un groupement -OR3, avec R3 qui représente un dérivé stéroïdien,

le cas échéant sous leurs formes isomères ou leurs mélanges.

2. Les composés transtectants selon la revendication 1 de formule générale: H H (CH2inY N (III) dans laquelle X, m, n, et Y sont tels que définis dans la revendication 1, à l'exception de n qui est différent de 1, et R et R2 représentent, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène ou bien une chaîne aliphatique grasse, étant entendu que l'un au moins de R et R2 est différent de l'hydrogène,

le cas échéant sous leurs formes isomères ou leurs mélanges.

3. Les composés transtectants selon la revendication l ou 2 de formule générale: H3CNJ(N-(CH2:nY R dans laquelle m, n, et Y sont tels que définis dans la revendication 1, à l'exception de n qui est différent de 1, et R et R2 représentent, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène ou bien une chaîne aliphatique grasse, étant entendu que l'un au moins de R' et R2 est différent de l'hydrogène,

le cas échéant sous leurs formes isomères ou leurs mélanges.

4. Les composés transtectants selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisés en ce

que ledit espaceur comprend une ou plusieurs fonctions chimiques choisies parmi les alkyles ayant 1 à 6 atomes de carbone, les fonctions cétone, ester, éther, amide, amidine, carbamate, thiocarbamate, le glycérol, l'urée, la thiourée, ou les cycles aromatiques. S. Les composés transiectants selon la revendication 4 caractérisés en ce que ledit espaceur est choisi parmi les groupes de formule:

-NH-C(o)-CH2-CH2-

1 S ou: -(CH2-)i-W-(CH2)j dans laquelle i et j sont des entiers choisis entre 1 et 6 inclus et W est un groupe choisi parmi les fonctions cétone, ester, éther, amide, amidine, carbamate,

thiocarbamate, le glycérol, l'urée, la thiourée, ou encore les cycles aromatiques.

6. Les composés transSectants selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisés en ce

que la ou les chaînes aliphatiques grasses sont choisies parmi les groupes alkyle contenant 10 à 22 atomes de carbone et éventuellement une ou plusieurs insaturations. 7. Les composés transtectants selon la revendication 6 caractérisés en ce que la ou les châînes aliphatiques grasses sont choisies parmi les groupements aliphatiques

(CH2) CH3, (CH2)3CH3, (CH2)sCH3 et (CH2)7CH3.

8. Les composés transfectants selon l'une des revendications précédentes caractérisés

en ce que ledit dérivé stéroïdien est un composé polycyclique de type cholestane.

9. Les composés transfectants selon la revendication 8 caractérisés en ce que ledit dérivé stéroïdien est choisi parmi le cholestérol, le cholestanol, le 3-oc-5-cyclo-5-x cholestan-6--ol, l'acide cholique, le cholestéryltormiate, le chotestanyltormiate, le

3a,5-cyclo-50c-cholestan-60-yl formiate, la cholestérylamine, la 6-(1,5-

diméthylhexyl)-3 a, 5a-diméthylhexadécahydro cyclopenta[ a] cycloprop a[2, 3] - cyclo

penta[1,2-finaphta-lèn-10-ylamine, ou la cholestanylamine.

10. Les composés transtectants selon l'une des revendications précédentes

caractérisés en ce que ledit sucre est choisi parmi les molécules constituées d'un ou

plusieurs saccharides.

11. Les composés transfectants selon l'une des revendications précédentes

caractérisés en ce que ledit polyol est choisi parmi les molécules hydrocarbonée

linéaire, ramifiée ou cyclique comprenant au moins deux fonctions hydroxy.

12. Compositions caractérisées en ce qu'elles comprennent un composé transfectant

selon l'une des revendications 1 à 11, et un acide nucléique.

13. Compositions selon la revendication 12 caractérisées en ce que l'acide nucléique

est un acide désoxyribonucléique ou bien un acide ribonucléique.

14. Compositions selon la revendication 12 ou 13 caractérisées en ce que ledit acide nucléique comprend un ou plusieurs gènes d'intérêt thérapeutique sous contrôle de

séquences de régulation.

15. Compositions selon les revendications 12 à 14 caractérisées en ce que ledit acide

nucléique est un gène ou une séquence antisens ou bien un ADN codant pour un ARN

à fonction de ribosime.

16. Compositions selon l'une des revendications 12 à 15 caractérisées en ce qu'elles

comprennent en outre un ou plusieurs adjuvants.

17. Compositions selon la revendication 16 caractérisées en ce que ledit adjuvant est

choisi parmi les lipides, les peptides, les protéines ou les polymères.

18. Compositions selon la revendication 17 caractérisces en ce que ledit adjuvant est

choisi parmi les lipides neutres.

S 19. Compositions selon la revendication 18 caractérisées en ce que ledit lipide neutre est choisi parmi les lipides naturels ou synthétiques, zwitterioniques ou dépourvus de

charge ionique dans les conditions physiologiques.

20. Compositions selon la revendication 19 caractérisées en ce que ledit lipide neutre est choisi parmi la dioléoylphosphatidyléthanolamine (DOPE), l'oléoylpalmitoyl phosphatidyléthanolamine (POPE), les di-stéaroyl, palmitoyl, -mirystoyl phosphatidyléthanolamines ainsi que leurs dérivé Nméthylés 1 à 3 fois, les phosphatidylglycérols, les diacylglycérols, les glycosyldiacylglycérols, les cérétrosides (tels que notarnment les galactocéréDrosides), les sphingolipides (tels que notamment les sphingomyélines) ou encore les asialogangliosides (tels que

1S notamment les asialoGM1 et GM2).

21. Compositions selon l'une des revendications 12 à 20 caractérisées en ce qu'elles

comprennent en outre un élément de ciblage extracellulaire ou intracellulaire.

22. Compositions selon la revendication 21 caractérisées en ce que ledit élément de ciblage est choisi parmi les sucres, les peptides, les protéines, les oligonucléotides, les

lipides, les neuromédiateurs, les hormones, les vitamines ou leurs dérivés.

23. Compositions selon la revendication 21 caractérisées en ce que ledit élément de ciblage est lié covalemment à une châîne alkyle grasse contenant au moins 10 atomes

de carbone ou à un polyéthylène glycol.

24. Compositions selon la revendication 21 caractérisces en ce que ledit élément de ciblage est lié covalemment soit au composé transfectant selon l'une des

revendications 1 à 11, soit à l'acide nucléique.

25. Compositions selon l'une des revendications 12 à 24 caractérisées en ce qu'elles

comprennent en outre un véhicule pharmaceutiquement acceptable pour une

formulation injectable.

26. Compositions selon l'une des revendications 12 à 24 caractérisées en ce qu'elles

S comprennent en outre un véhicule pharmaceutiquement acceptable pour une

administration sur la peau et/ou les muqueuses.

27. Utilisation d'un composé transLectant selon l'une des revendications 1 à 11 pour

le transtert d'acides nuclélques in vitro ou ex vivo.

28. Utilisation d'un composé transtectant selon l'une des revendications 1 à 11 pour

fabriquer un médicament destiné à soigner les maladies.

29. Méthode de transtert d'acides nucléiques in vitro ou ex vivo dans les cellules caractérisée en ce qu'elle comprend les étapes suivantes: (1) la mise en contact de l'acide nucléique avec un composé transSectant tel que défini

dans les revendications 1 à 11, pour former un complexe, et

(2) la mise en contact des cellules avec le complexe formé en (1).

30. Méthode de transtert d'acides nucléiques in vitro ou ex vivo dans les cellules selon la revendicati on 2 9 caractérisée en ce que ledit agent de transfert et/ou l edit aci de nucléique sont préalablement mélangés à un ou plusieurs adjuvant(s) et/ou à un

élément de ciblage tels que définis dans les revendications 16 à 24.

31. Méthode de transfert d'acides nucléiques in vitro ou ex vivo dans les cellules selon la revendication 29 caractérisée en ce que un ou plusieurs adjuvants tels que définis

aux revendications 16 à 20 sont préalablement administrés aux cellules.

32. Méthode de transfert d'acides nucléiques in vitro ou ex vivo dans les cellules selon

l'une des revendications 29 à 31 caractérisée en ce que les cellules sont en outre

soumises à un traitement chimique ou physique.

33. Kits de transtection caractérisés en ce qu'ils comprennent un ou plusieurs