953 resultados para Allosteric modulator


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This Letter describes the synthesis and SAR of the novel positive allosteric modulator, VU0155041, a compound that has shown in vivo efficacy in rodent models of Parkinson's disease. The synthesis takes advantage of an iterative parallel synthesis approach to rapidly synthesize and evaluate a number of analogs of VU0155041. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

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Allosteric agonists are powerful tools for exploring the pharmacology of closely related G protein-coupled receptors that have nonselective endogenous ligands, such as the short chain fatty acids at free fatty acid receptors 2 and 3 (FFA2/GPR43 and FFA3/GPR41, respectively). We explored the molecular mechanisms mediating the activity of 4-chloro-alpha-(1-methylethyl)-N-2-thiazolylbenzeneacetamide (4-CMTB), a recently described phenylacetamide allosteric agonist and allosteric modulator of endogenous ligand function at human FFA2, by combining our previous knowledge of the orthosteric binding site with targeted examination of 4-CMTB structure-activity relationships and mutagenesis and chimeric receptor generation. Here we show that 4-CMTB is a selective agonist for FFA2 that binds to a site distinct from the orthosteric site of the receptor. Ligand structure-activity relationship studies indicated that the N-thiazolyl amide is likely to provide hydrogen bond donor/acceptor interactions with the receptor. Substitution at Leu(173) or the exchange of the entire extracellular loop 2 of FFA2 with that of FFA3 was sufficient to reduce or ablate, respectively, allosteric communication between the endogenous and allosteric agonists. Thus, we conclude that extracellular loop 2 of human FFA2 is required for transduction of cooperative signaling between the orthosteric and an as-yet-undefined allosteric binding site of the FFA2 receptor that is occupied by 4-CMTB.

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The computer molecular docking of piperonyl acid piperidide (BDP) and some its analogs already known as ampakins was conducted for estimating their possible binding with AMPA-receptor glutamate domains in cyclothiazide binding area and for further design of new structures maximally complimentary to the receptor. On the base of the conducted docking it can be suggested that the binding site of BDP (amides of benzodioxane-6-carboxylic and piperonyl acids) analogs is located in AMPA-receptor cyclothiazide binding pocket. It is shown that formation of protein-ligand complexes of AMPA-receptor with benzodioxane-6-carboxylic and piperonyl acid derivatives, similarly to cyclothiazide, proceeds with interaction with Ser497, Leu751, which significance is confirmed by site-specific mutagenesis.

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ATP and glutamate are fast excitatory neurotransmitters in the central nervous system acting primarily on ionotropic P2X and glutamate [N-methyl-D-aspartate (NMDA) and non-NMDA] receptors, respectively. Both neurotransmitters regulate synaptic plasticity and long-term potentiation in hippocampal neurons. NMDA receptors are responsible primarily for the modulatory action of glutamate, but the mechanism underlying the modulatory effect of ATP remains uncertain. In the present study, the effect of ATP on recombinant NR1a + 2A, NR1a + 2B, and NR1a + 2C NMDA receptors expressed in Xenopus laevis oocytes was investigated. ATP inhibited NR1a + 2A and NR1a + 2B receptor currents evoked by low concentrations of glutamate but potentiated currents evoked by saturating glutamate concentrations. In contrast, ATP potentiated NR1a + 2C receptor currents evoked by nonsaturating glutamate concentrations. ATP shifted the glutamate concentration-response curve to the right, indicating a competitive interaction at the agonist binding site. ATP inhibition and potentiation of glutamate-evoked currents was voltage-independent, indicating that ATP acts outside the membrane electric field. Other nucleotides, including ADP, GTP, CTP, and UTP, inhibited glutamate-evoked currents with different potencies, revealing that the inhibition is dependent on both the phosphate chain and nucleotide ring structure. At high concentrations, glutamate outcompetes ATP at the agonist binding site, revealing a potentiation of the current. This effect must be caused by ATP binding at a separate site, where it acts as a positive allosteric modulator of channel gating. A simple model of the NMDA receptor, with ATP acting both as a competitive antagonist at the glutamate binding site and as a positive allosteric modulator at a separate site, reproduced the main features of the data.

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This paper describes a detailed structure activity relationship (SAR) analysis of the metabotropic glutamate receptor 4 (mGluR4) positive allosteric modulator, (-)-N-phenyl-7-(hydroxyimino)cyclopropa[b]-chromen-la-carboxamide (PHCCC). We have now developed compounds with improved potency and efficacy; in addition, compounds are presented that show selectivity for mGluR4 versus the other mGluR subtypes.

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This Letter describes the synthesis and SAR of two mGluR4 positive allosteric modulator leads, 6 and 7. VU001171 (6) represents the most potent (EC50 = 650 nM), efficacious (141% Glu Max) and largest fold shift (36-fold) of any mGluR4 PAM reported to date. However, this work highlights the challenges in hit-to-lead for mGluR4 PAMs, with multiple confirmed HTS hits displaying little or no tractable SAR. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

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Benzodiazepines are widely used drugs. They exert sedative/hypnotic, anxiolytic, muscle relaxant, and anticonvulsant effects and act through a specific high affinity binding site on the major inhibitory neurotransmitter receptor, the gamma-aminobutyric acid type A (GABA(A)) receptor. Ligands of the benzodiazepine-binding site are classified into three groups depending on their mode of action: positive and negative allosteric modulators and antagonists. To rationally design ligands of the benzodiazepine site in different isoforms of the GABA(A) receptor, we need to understand the relative positioning and overlap of modulators of different allosteric properties. To solve these questions, we used a proximity-accelerated irreversible chemical coupling reaction. GABA(A) receptor residues thought to reside in the benzodiazepine-binding site were individually mutated to cysteine and combined with a cysteine-reactive benzodiazepine site ligand. Direct apposition of reaction partners is expected to lead to a covalent reaction. We describe here such a reaction of predominantly alpha(1)H101C and also three other mutants (alpha(1)G157C, alpha(1)V202C, and alpha(1)V211C) with an Imid-NCS derivative in which a reactive isothiocyanate group (-NCS) replaces the azide group (-N(3)) in the partial negative allosteric modulator Ro15-4513. Our results show four contact points of imidazobenzodiazepines with the receptor, alpha(1)H101C being shared by classical benzodiazepines. Taken together with previous data, a similar orientation of these ligands within the benzodiazepine-binding pocket may be proposed.

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The gonadal steroids, in particular estradiol, exert an important action during perinatal period in the regulation of sexual dimorphism and neuronal plasticity, and in the growth and development of nervous system. Exposure of the developing female to estrogens during perinatal period may have long-lasting effects that are now regarded as “programming” the female neuroendocrine axis to malfunction in adulthood. The purpose of this study was to describe the effect of a single administration of a low dose (10 μg) of β-estradiol 3-benzoate (EB) to female rats on the day of birth on brain and plasma concentrations of the neuroactive steroid allopregnanolone, general behaviours and behavioral sensitivity to benzodiazepines. Neonatal administration of EB induces a dramatic reduction in the cerebrocortical and plasma levels of allopregnanolone and progesterone that were apparent in both juvenile (21 days) and adult (60 days). In contrast, this treatment did not affect 17β-estradiol levels. Female rats treated with β-estradiol 3-benzoate showed a delay in vaginal opening, aciclicity characterized by prolonged estrus, and ovarian failure. Given that allopregnanolone elicits anxiolytic, antidepressive, anticonvulsant, sedative-hypnotic effects and facilitates social behaviour, we assessed whether this treatment might modify different emotional, cognitive and social behaviours. This treatment did not affect locomotor activity, anxiety- and mood-related behaviours, seizures sensitivity and spatial memory. In contrast, neonatal β-estradiol 3-benzoate-treated rats showed a dominant, but not aggressive, behaviour and an increase in body investigation, especially anogenital investigation, characteristic of male appetitive behaviour. On the contrary, neonatal administration of β-estradiol 3-benzoate to female rats increases sensitivity to the anxiolytic, sedative, and amnesic effects of diazepam in adulthood. These results indicate that the marked and persistent reduction in the cerebrocortical and peripheral concentration of the neuroactive steroid allopregnanolone induced by neonatal treatment with β-estradiol 3-benzoate does not change baseline behaviours in adult rats. On the contrary, the low levels of allopregnanolone seems to be associated to changes in the behavioural sensitivity to the positive allosteric modulator of the GABAA receptor, diazepam. These effects of estradiol suggest that it plays a major role in pharmacological regulation both of GABAergic transmission and of the abundance of endogenous modulators of such transmission during development of the central nervous system.

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La prostaglandine E2 est une hormone lipidique produite abondamment dans le corps, incluant dans le rein où elle agit localement pour réguler les fonctions rénales. Un couplage à la protéine Gαs menant à une production d’AMPc a classiquement été attribué au récepteur EP4 de PGE2. La signalisation d’EP4 s’est cependant avérée plus complexe et implique aussi un couplage aux protéines sensibles à la PTX Gαi et des effets reliés aux β-arrestines. Il y a maintenant plusieurs exemples de l’activation sélective de voies de signalisation indépendantes par des ligands des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG), et ce concept désigné sélectivité fonctionnelle pourrait être exploité dans le développement de nouveaux médicaments plus spécifiques et efficaces. Dans une première étude, la puissance et l’activité intrinsèque d’une série de ligands d’EP4 pour l’activation de Gαs, Gαi et de la ß-arrestine ont été systématiquement déterminées relativement au ligand endogène PGE2. Dans ce but, trois essais de transfert d’énergie de résonance de bioluminescence (BRET) ont été adaptés pour évaluer les différentes voies dans des cellules vivantes. Nos résultats montrent une sélectivité fonctionnelle importante parmi les agonistes évalués et ont une implication pour l’utilisation d’analogues de la PGE2 dans un contexte expérimental et possiblement clinique, puisque leur spectre d’activité diffère de l’agoniste naturel. La méthodologie basée sur le BRET utilisée lors de cette première évaluation systématique d’une série d’agonistes d’EP4 devrait être applicable à l’étude d’autres RCPG. Dans une deuxième étude, des peptides reproduisant des régions juxtamembranaires extracellulaires du récepteur EP4 ont été conçus selon le raisonnement que des peptides ciblant des régions éloignées du site de liaison du ligand naturel ont le potentiel de ne moduler qu’une partie des activités du récepteur. L’insuffisance rénale aiguë est une complication médicale grave caractérisée par un déclin brusque et soutenu de la fonction rénale et pour laquelle il n’y a pas de traitement efficace à l’heure actuelle. Nos résultats montrent que le peptidomimétique dérivé d’EP4 optimisé (THG213.29) améliore significativement les fonctions rénales et les changements histologiques dans une insuffisance rénale aiguë induite par cisplatine ou par occlusion des artères rénales dans des rats Sprague-Dawley. Le THG213.29 ne compétitionnait pas la liaison de la PGE2 à EP4, mais modulait la cinétique de dissociation de la PGE2, suggérant une liaison à un site allostérique d’EP4. Le THG213.29 démontrait une sélectivité fonctionnelle, puisqu’il inhibait partiellement la production d’AMPc induite par EP4 mais n’affectait pas l’activation de Gαi ou le recrutement de la ß-arrestine. Nos résultats indiquent que le THG213.29 représente une nouvelle classe d’agent diurétique possédant les propriétés d’un modulateur allostérique non-compétitif des fonctions du récepteur EP4 pour l’amélioration des fonctions rénales suite à une insuffisance rénale aiguë.

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Dans ce mémoire, je présente mes études sur la synthèse, la caractérisation et l’évaluation biologique de différentes séries d’analogues du D-heptapeptide appelé 101.10, un modulateur négatif allostérique du récepteur de l’interleukine-1β (IL-1β). Sachant que les peptides ont généralement de faibles propriétés pharmacologiques, le but de ce projet portait sur l’examen des structures nécessaires à la bioactivité, la conformation tridimensionnelle de ces derniers afin d’améliorer la droguabilité du peptide parent. Les stratégies d’optimisation du 101.10 utilisées furent : la coupure N- et C-terminale; la substitution par la proline, α-amino-γ-lactame (Agl), β-amino-γ-lactame (Bgl) et α-amino-β-hydroxy-γ-lactame (Hgl); et la rigidification du squelette à l’aide d’un bicycle, l’indolozidin-2-one (I2aa). Afin de clarifier certaines relations de structure-activité, quelques modifications furent apportées au peptide, incluant l’échange de la thréonine pour la valine, la permutation de la stéréochimie de certains résidus clés ainsi que le remplacement de certaines chaînes latérales par un méthyle. Pour pallier aux difficultés de reproductibilité des résultats avec des échantillons provenant de différentes sources, des études sur l’identité du contre-anion et la pureté du peptide furent conduites. Afin d’évaluer l’effet des modifications sur la conformation aqueuse et l’activité biologique du peptide, des analyses de dichroïsme circulaire et des tests in vitro mesurant l’inhibition de certains effets de l’IL-1β furent effectués. Ces essais cellulaires comportaient l’inhibition de la prolifération de cellules immunes et de l’activation des voies de signalisation inflammatoires du facteur nucléaire κB (NF-κB) et de la protéine kinase activée par mitogène (MAPK), toutes deux stimulées par l’IL-1β. La compilation de ces données a permis de déceler certaines tendances entre la structure, la conformation et l’activité anti-IL-1β des peptidomimétiques.

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Les accouchements prématurés constituent un problème médical majeur en constante augmentation et ce, malgré tous les efforts mis en œuvre afin de contrer le déclenchement des contractions avant terme. Cette thèse relate du ''design'' rationnel d'un nouvel agent thérapeutique (i.e., tocolytique) qui serait capable de 1) arrêter les contractions, et 2) prolonger la gestation. Pour ce faire, une nouvelle cible, la prostaglandine F2α et son récepteur ont été sélectionnés et le peptidomimétisme a été choisi afin de résoudre cette problématique. L'introduction contient un historique rapide de la conception à la synthèse (''drug design'') du peptide parent, le PDC113, premier peptide a avoir démontré des aptitudes tocolytiques suffisantes pour faire du peptidomimétisme. La deuxième partie de l'introduction présente les concepts du peptidomimétisme appliqués au PDC113 qui ont permis d'accéder au PDC113.824, inhibiteur allostérique du récepteur de la prostaglandine F2α, et explique comment ce mime nous a permis d'élucider les mécanismes de signalisation intracellulaire impliqués dans la contraction musculaire lisse. Cette thèse présente la conception, la synthèse et l'étude structure-activité de mimes de repliement de tour β au sein du mime peptidique original (PDC113.824) dans lequel nous avons remplacé l'azabicycloalkane central (l'indolizidin-2-one) par une série d'autres azabicycloalcanes connus et des acides aza-aminés dont nous avons élaboré la synthèse. Dans un premier temps, une nouvelle stratégie de synthèse en solution de l'aza-glycyl-proline à partir de la diphényle hydrazone et du chloroformate de p-nitrophényle a été réalisée. Cette stratégie a permis d'éliminer les réactions secondaires de cyclisation intramoléculaires communément obtenues lors de l'introduction d'acides aza-aminés avec les protections traditionnelles de type carbamate en présence de phosgène, mais aussi de faciliter l'accès en une étape à des dérivés peptidiques du type aza-glycyle. L'élongation de l'aza-glycyl-proline en solution nous a permis d'accéder à un nouveau mime tetrapeptidique du Smac, un activateur potentiel de l'apoptose au sein de cellules cancéreuses. Par la suite, nous avons développé une stratégie de diversification sélective de l'azote α du résidu azaglycine en utilisant différents types d'halogénures d'alkyle en présence de tert-butoxyde de potassium. Afin de valider le protocole d'alkylation de l'aza-dipeptide, différents halogénures d'alkyle ont été testés. Nous avons également démontré l'utilité des aza-dipeptides résultants en tant que ''building block'' afin d'accéder à une variété d'azapeptides. En effet, l'aza-dipeptide a été déprotégée sélectivement soit en N-terminal soit en C-terminal, respectivement. D'autre part, la libération de l'amine de l'ester méthylique de l'aza-alkylglycyl-proline a conduit à une catégorie de composés à potentiel thérapeutique, les azadicétopipérazines (aza-DKP) par cyclisation intramoléculaire. Enfin, notre intérêt quant au développement d'un nouvel agent tocolytique nous a amené à développer une nouvelle voie de synthèse en solution du PDC113.824 permettant ainsi d'élucider les voies de signalisation intracellulaires du récepteur de la prostaglandine F2α. Afin de valider l'importance de la stéréochimie et d'étudier la relation structure/ activité du mime, nous avons remplacé l'indolizidin-2-one (I2aa) centrale du PDC113.824 par une série d'autres azabicycloalcanes et azadipeptides. Les azabicycloalcanes D-I2aa, quinolizidinone, et indolizidin-9-one ont été synthétisés et incorporés au sein du dit peptide ne donnant aucune activité ni in vitro ni ex vivo, validant ainsi l'importance du tour β de type II' pour le maintien de l'activité biologique du PDC113.824. Finalement, l'insertion d'une série de dérivés aza(alkyl)glycyl-prolyles a mené à de nouveaux inhibiteurs allostériques du récepteur de la PGF2α, l'un contenant l'azaglycine et l'autre, l'azaphénylalanine. Cette thèse a ainsi contribué, grâce à la conception et l'application de nouvelles méthodes de synthèse d'aza-peptides, au développement de nouveaux composés à potentiel thérapeutique afin d'inhiber le travail prématuré.

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Un déséquilibre de la balance énergétique constitue la principale cause du développement des pathologies métaboliques telles que l’obésité et le diabète de type 2. Au sein du cerveau, l’hypothalamus joue un rôle primordial dans le contrôle de la prise alimentaire et du métabolisme périphérique via le système nerveux autonome. Ce contrôle, repose sur l’existence de différentes populations neuronales au sein de l’hypothalamus médio-basal (MBH), neurones à neuropeptide Y (NPY)/Agouti-related peptide (AgRP), et neurones a proopiomelanocortine (POMC), dont l’activité est directement modulée par les variations des taux circulants des nutriments tels que le glucose et les acides gras (FA). Alors que les mécanismes de détection et le métabolisme intracellulaire du glucose ont été largement étudiés, l’implication du métabolisme intracellulaire des FA dans leurs effets centraux, est très peu comprise. De plus, on ignore si le glucose, module le métabolisme intracellulaire des acides gras à longue chaine (LCFA) dans le MBH. Le but de notre première étude est, de déterminer l'impact du glucose sur le métabolisme des LCFA, le rôle de l’AMP-activated protein kinase (AMPK), kinase détectrice du statut énergétique cellulaire, et d'établir s’il y a des changements dans le métabolisme des LCFA en fonction de leur structure, du type cellulaire et de la région cérébrale. Nos résultats montrent que le glucose inhibe l'oxydation du palmitate via l’AMPK dans les neurones et les astrocytes primaires hypothalamiques, in vitro, ainsi que dans les explants du MBH, ex vivo, mais pas dans les astrocytes et les explants corticaux. De plus, le glucose augmente l'estérification du palmitate et non de l’oléate dans les neurones et les explants du MBH, mais pas dans les astrocytes hypothalamiques. Ces résultats décrivent le devenir métabolique de différents LCFA dans le MBH, ainsi que, la régulation AMPK - dépendante de leur métabolisme par le glucose dans les astrocytes et les neurones, et démontrent pour la première fois que le métabolisme du glucose et des LCFA est couplé spécifiquement dans les noyaux du MBH, dont le rôle est critique pour le contrôle de l'équilibre énergétique. Le deuxième volet de cette thèse s’est intéressé à déterminer les mécanismes intracellulaires impliqués dans le rôle de la protéine de liaison ACBP dans le métabolisme central des FA. Nous avons démontré que le métabolisme de l’oléate et non celui du palmitate est dépendant de la protéine ACBP, dans les astrocytes hypothalamiques ainsi que dans les explants du MBH. Ainsi, nos résultats démontrent qu’ACBP, protéine identifiée originellement au niveau central, comme un modulateur allostérique des récepteurs GABA, agit comme un régulateur du métabolisme intracellulaire des FA. Ces résultats ouvrent de nouvelles pistes de recherche liées à la régulation du métabolisme des acides gras au niveau central, ainsi que, la nouvelle fonction de la protéine ACBP dans la régulation du métabolisme des FA au niveau du système nerveux central. Ceci aiderait à identifier des cibles moléculaires pouvant contribuer au développement de nouvelles approches thérapeutiques de pathologies telles que l’obésité et le diabète de type 2.

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Les prostaglandines modulent d’importants rôles physiologiques. Elles sont aussi impliquées dans le développement d’une variété de conditions pathologiques telles l’inflammation, la douleur et le cancer. La prostaglandine PGF2α et son récepteur (récepteur FP) se trouvent impliqué dans la modulation de nombreuses pathologies tels lors de l’accouchement préterme et le cancer colorectal. Récemment, nous avons fait partie d’un groupe de recherche ayant développé des modulateurs allostériques du récepteur FP. Dans une première étude, l’action du PGF2α sur le déclenchement des contractions myométriales a été évaluée, car peu d’information est connue sur la signalisation de cette prostaglandine lors de l’accouchement. Ainsi, nous avons utilisé un peptidomimétique de la deuxième boucle extracellulaire, dénommée PDC113.824. Nos résultats ont démontré que le PDC113.824 permettait de retarder la mise bas chez des souris gestantes, mais agissait de manière différente sur les multiples voies de signalisation de la PGF2α. Ainsi, le PDC113.824 inhibait la voie RhoA-ROCK, dépendante de l’activation de la protéine Gα12 par le. Les protéines RhoA-ROCK sont des acteurs clés dans le remodelage du cytosquelette d’actine et des contractions myométriales lors de l’accouchement. De plus, le PDC113.824 en présence de PGF2α agit comme un modulateur positif sur la voie dépendante de l’activation de la protéine Gαq. Le PDC113.824 serait donc un modulateur allostérique non compétitif possédant des actions à la fois de modulateurs positifs et négatifs sur la signalisation du récepteur FP Dans une seconde étude, des analogues du PDC113.824 ont été conçus et analysés dans un second modèle pathologique, le cancer colorectal. Ce cancer possède de hauts niveaux de récepteur FP. Nous avons donc étudié le rôle du récepteur FP dans le développement et la progression du cancer colorectal et l’effet de modulateurs allostériques. Il est généralement accepté que dans le cancer colorectal, la prostaglandine PGE2 permet la croissance et l’invasion tumorale, ainsi que l’angiogenèse. Toutefois, peu d’informations sont connues sur le rôle du PGF2α dans le cancer colorectal. C’est dans ce contexte que nous avons décidé d’examiner la contribution de ce récepteur dans la progression du cancer colorectal et cherché à déterminer si la modulation des fonctions du récepteur FP a un impact sur la croissance de tumeurs colorectales. Nos recherches ont révélé que l’activation du récepteur FP permet la migration et la prolifération de plusieurs lignées cellulaires humaines et murines d’adénocarcinomes colorectaux. Dans ce contexte, nos expériences ont démontré que la migration des cellules cancéreuses était dépendante de l’activation de la voie Rho. Nos résultats démontrent qu’en effet, l’activation de RhoA, une petite GTPase clé de la voie Gα12, est inhibée de façon sélective par nos composés. De plus, nos molécules allostériques sont également efficaces pour inhiber la voie de signalisation de la ß-caténine, une protéine impliquée dans la genèse du cancer colorectal. In vivo, le traitement de souris avec un des ces modulateurs a permis une inhibition effective de la croissance tumorale. Dans l’ensemble, nos résultats suggèrent donc que les modulateurs allostériques des récepteurs FP pourraient constituer une nouvelle classe de médicaments utilisés pour le traitement du cancer colorectal.