Ferroquine

La ferroquine (FQ, SSR97193) est début 2013 le candidat médicament organométallique le plus avancé dans son développement industriel et en étude clinique comme traitement du paludisme non compliqué.

Ferroquine
Identification
DCI Ferroquine
Nom UICPA 7-chloro-N-(2-((dimethylamino)methyl)ferrocenyl)quinolin-4-amine
No CAS 185055-67-8
No ECHA 100.208.008
Apparence solide jaune cristallin
Propriétés chimiques
Formule C23H24ClFeN3  [Isomères]
Masse molaire[1] 433,755 ± 0,025 g/mol
C 63,69 %, H 5,58 %, Cl 8,17 %, Fe 12,87 %, N 9,69 %,
pKa 7,00 et 8,45
Propriétés physiques
T° fusion 193 à 195 °C
Considérations thérapeutiques
Classe thérapeutique Antipaludique
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Historique

Conçue en 1994 à l'Université Lille 1, la ferroquine résulte de l’incorporation d’un motif ferrocénique dans le squelette de base de la chloroquine (CQ)[2], l’antipaludéen le plus utilisé et qui connaît de graves problèmes de résistance. La FQ a été validée sur le plan de la pharmacologie spécifique d’abord à l'unité INSERM 42 à Villeneuve d’Ascq, puis à l'unité INSERM 547, à l’Institut Pasteur de Lille. Des essais effectués au Gabon, au Sénégal, au Cambodge, en Thaïlande et à Madagascar ont montré la remarquable activité de la FQ sur tous les isolats de terrain. La ferroquine (nom de code SSR97193) est entrée en développement clinique de phase I[3] chez Sanofi-Aventis en 2003. Conformément aux réglementations de l’Organisation mondiale de la santé (OMS), afin de limiter l’apparition des résistances, il a été choisi d’utiliser la ferroquine en bithérapie avec l’artésunate (ARS, un analogue semi-synthétique de l’artémisinine, antipaludéen issu de la pharmacopée chinoise). Le développement de la ferroquine s’est poursuivi et les essais cliniques de phase II chez l’homme adulte ont débuté fin 2007[4]. En 2011, à la suite de la décision de la Sanofi de modifier la stratégie de développement de la FQ, l’association FQ/ARS a été abandonnée au profit de la combinaison FQ/OZ439[5] pour le traitement du paludisme en partenariat avec la société Medicines for Malaria Venture (MMV). Une « Investigational New Drug » (IND) a été déposée auprès de la Food and Drug Administration (FDA) en et l’étude de phase IIb planifiée pour fin 2014[6].

Une nouvelle utilisation thérapeutique de la FQ a été découverte : la ferroquine inhibe l'infection du virus de l'hépatite C (HCV) de cellules de lignées de carcinome hépatocellulaire, en agissant sur un stade précoce du cycle viral[7]. Ces travaux sont couverts par un brevet en France () avec un passage en extension PCT en .

Propriété
  • logD(7,4) = 2,95
  • logD(5,2) = -0,77

Mode d'action

Un parallèle entre les mécanismes d’action de la chloroquine et de la ferroquine : ces molécules exerceraient leur action en interférant avec le processus de détoxification de l’hème par le parasite[8]. Lors de la phase érythrocytaire, le parasite se développe à l’intérieur des globules rouges (GR) humains. Il dégrade alors l’hémoglobine (constituant majeur des GR) non seulement pour se fournir en acides aminés, mais aussi pour se faire de la place afin de favoriser sa croissance et sa division. L’hème libéré lors de ce processus est dangereux pour le parasite à cause de son pouvoir oxydant puissant. Plasmodium est capable de provoquer une biominéralisation de l’hème en hémozoïne, dont le dimère inactif est le résultat de ce processus de détoxification. En utilisant la nano-imagerie chimique par nanosonde synchrotron, la distribution subcellulaire de la ferroquine et de la chloroquine dans les hématies parasitées a été étudiée. La nano-imagerie chimique révèle que la ferroquine s’accumule dans la vacuole digestive du parasite à proximité de l’hémozoïne. La quantification de la ferroquine par cette technique a été validée par l'utilisation conjointe d'un traceur à base de ruthénium et d'études ICP-MS[9]. Une triple approche couplant des méthodes biophysiques (RMN, RPE, voltamétrie cyclique), biochimiques et biologiques (association à l’hématine, test d’inhibition de la formation de la β-hématine, ultrastructure) et de modélisation moléculaire (calculs quantiques, DFT et docking), a permis d’établir l’action inhibitrice de la ferroquine sur l’hémozoïne à un niveau moléculaire[10]. De façon tout à fait originale, la ferroquine agit également, via la chimie du ferrocène, en générant (directement ou indirectement) des radicaux libres[11]. Cette production serait létale pour le parasite, ces radicaux étant connus pour engendrer de graves dommages sur toutes les molécules biologiques, en particulier la peroxydation extensive des acides gras polyinsaturés présents dans les membranes. Il a été également suggéré que la présence du ferrocène permettait une localisation préférentielle au niveau du site de nucléation de l’hémozoïne, inhibant ainsi la formation de l’hémozoïne[12]. En étudiant l’effet de la ferroquine sur différentes étapes du cycle érythrocytaire du parasite, les chercheurs ont montré que la ferroquine inhibe également une étape clé de la propagation du parasite : la formation des germes infectieux, les mérozoïtes, et l’invasion des érythrocytes[13]. Une très importante différence entre les mécanismes de résistance potentielle à la ferroquine et à la chloroquine a été reporté[14]. Au laboratoire, il n’a pas été possible d’obtenir un clone résistant à la ferroquine fixé génétiquement alors que cette induction est possible avec la majorité des antipaludéens. De plus, la ferroquine n’interagit pas avec les protéines de transport connues pour conférer des résistances aux principaux antipaludéens.

Notes et références
  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. (en) Biot et al. « Synthesis and Antimalarial Activity in Vitro and in Vivo of a New Ferrocene−Chloroquine Analogue » J. Med. Chem. 1997, 40, 3715–3718
  3. http://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT00563914 Référence pour les essais cliniques de phase I.
  4. http://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT00988507 Référence pour les essais cliniques de phase II.
  5. (en) Charman et al. « Synthetic ozonide drug candidate OZ439 offers new hope for a single-dose cure of uncomplicated malaria » Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 2011, 108, 4400-4405
  6. http://www.sanofi.com/Images/31994_Doc-Ref_2012_Chapitre_2.pdf
  7. (en) Vausselin et al. « The antimalarial ferroquine is an inhibitor of hepatitis C virus » Hepatology. 2013;58,86-97
  8. (en) Biot et al. « Insights into the Mechanism of Action of Ferroquine. Relationship between Physicochemical Properties and Antiplasmodial Activity », Mol. Pharmaceutics. 2005, 2, 185-193
  9. (en) Dubar et al. In situ nanochemical imaging of label-free drugs: a case study of antimalarials in Plasmodium falciparum-infected erythrocytes, Chem. Commun. 2011, 48, 910-912
  10. (en) Dubar et al. The Antimalarial Ferroquine: Role of the Metal and Intramolecular Hydrogen Bond in Activity and Resistance, ACS Chem. Biol. 2011, 6 , 275–287
  11. (en) Chavain et al. Investigation of the Redox Behavior of Ferroquine, a New Antimalarial, Mol. Pharmaceutics 2008, 5,710–716
  12. (en) Biot et al. Structure–activity relationships of 4-N-substituted ferroquine analogues: Time to re-evaluate the mechanism of action of ferroquine, J. Organomet. Chem. 2009, 694, 845-854
  13. (en) Dubaret al. The Ferroquine Antimalarial Conundrum: Redox Activation and Reinvasion Inhibition, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 7690-7693
  14. (en) Daher et al. Assessment of Plasmodium falciparum resistance to ferroquine (SSR97193) in field isolates and in W2 strain under pressure., Malar J. 2006 , 5:11.
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