Le ruthénium pour soigner le cancer de l`ovaire

Gymnase Auguste Piccard
Travail de maturité 2014
La chimie sauve des vies
Le ruthénium pour soigner le cancer de l’ovaire
Fanny Theytaz 3M2
Professeur répondant : M. Julien Falcy
27 octobre 2014

La chimie sauve des vies – Le ruthénium pour soigner le cancer de l’ovaire
Fanny Theytaz ii Gymnase Auguste Piccard
Résumé
Ce travail de maturité « Le ruthénium pour soigner le cancer de l’ovaire » est constitué de deux parties
principales, une première théorique, puis une seconde, pratique.
La partie théorique contient tout d’abord des notions fondamentales sur la cellule et son
développement. Une description des cellules cancéreuses explique ensuite en quoi celles-ci sont
différentes des cellules saines et ce qui les rend dangereuses pour un organisme. Il existe deux types de
tumeurs qui résultent d’évolutions anormales des cellules. Certaines sont bénigne et n’engendrent pas
de complications graves pour l’humain, par contre d’autres sont malignes et conduisent à un
développement de situations cancéreuses.
Dans le cas qui nous préoccupe pour ce travail, la tumeur est maligne et touche les ovaires. C’est le
développement de ce cancer qui est présenté ici, d’abord en termes de symptômes et de diagnostic,
puis en termes de méthodes de traitement envisageables aujourd’hui, à savoir la chirurgie, la
radiothérapie et la chimiothérapie.
Les anticancéreux étudiés, les dérivés du platine et les taxanes, sont utilisés dans les chimiothérapies
pour traiter le cancer de l’ovaire. Ce sont des produits cytotoxiques qui produisent des résultats
probants, mais qui ont également des effets secondaires que la science doit encore apprendre à
maîtriser.
Les recherches en cours au sein des laboratoires se concentrent sur des substances cytotoxiques à base
de nouveaux composants, tels que le ruthénium, dans le but de trouver des solutions mieux ciblées et
produisant moins d’effets toxiques. C’est ce composé qui a été étudié plus en détail à la fin de la partie
théorique.
Quant à la partie pratique de ce travail de maturité, elle a été réalisée durant le mois de mars 2014 à
l’Université de Neuchâtel. Le professeur M. Bruno Therrien m’a accueilli au sein de son laboratoire et
permis de travailler avec M. Amine Garci. Ce travail s’est déroulé sur deux jours durant lesquels, avec
son aide, la synthèse de composés anticancéreux à base de ruthénium a pu être réalisée.

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Remerciements
Je tiens à remercier ici et en premier lieu, M. Bruno Therrien, professeur à l’Université de Neuchâtel, qui
m’a permis de réaliser la partie pratique de ce travail, ainsi que M. Amine Garci, doctorant à l’Université
de Neuchâtel, qui m’a aidé dans la réalisation de celle-ci.
Je remercie également, pour ses conseils, son aide et sa relecture, mon professeur référant, M. Julien
Falcy, qui m’a suivi et consacré de son temps durant toute la rédaction de ce travail de maturité.
Finalement, je remercie ma famille de m’avoir soutenue tout au long de ce travail.

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Table des matières
1. Introduction..................................................................................................................................... 1
2. Généralités ...................................................................................................................................... 2
2.1 Origine du mot cancer ................................................................................................................... 2
2.2 Fonctionnement des cellules normales ......................................................................................... 2
2.3 Fonctionnement des cellules cancéreuses .................................................................................... 4
2.4 Tumeurs ......................................................................................................................................... 7
3. Cancer de l’ovaire ............................................................................................................................ 8
3.1 Epidémiologie et nouveaux cas ..................................................................................................... 9
3.2 Causes ............................................................................................................................................ 9
3.3 Développement du cancer ........................................................................................................... 10
3.4 Symptômes .................................................................................................................................. 12
3.5 Diagnostic .................................................................................................................................... 12
3.6 Traitements .................................................................................................................................. 13
4. Anticancéreux ................................................................................................................................ 17
4.1 Dérivés du platine ........................................................................................................................ 19
4.2 Taxanes ........................................................................................................................................ 22
4.3 Ruthénium ................................................................................................................................... 23
5. Partie pratique .............................................................................................................................. 26
5.1 But ................................................................................................................................................ 26
5.2 Introduction ................................................................................................................................. 26
5.3 Matériel ....................................................................................................................................... 27
5.4 Protocole...................................................................................................................................... 27
5.5 Résultats ...................................................................................................................................... 29
5.6 Discussion .................................................................................................................................... 30
5.7 Conclusion partie pratique .......................................................................................................... 32
6. Conclusion ..................................................................................................................................... 33
7. Bibliographie ................................................................................................................................. 34
8. Annexes ......................................................................................................................................... 40
8.1 RMN composé 1 [{RuCl2(ƞ6-p-iPrC6H4Me)}2] ................................................................................ 40
8.2 RMN composé 2 [Ru2(µ-ƞ4-C2O4)Cl2(ƞ6-p-iPrC6H4Me)2] ............................................................... 41
8.3 RMN composé 3 [Ru4(µ-ƞ4-C2O4)2(µ-n1 : n1-bipy)2(ƞ6-p-iPrC6H4Me)4][CF3SO3]4 ......................... 42
8.4 Photographies de la partie pratique ............................................................................................ 43

La chimie sauve des vies – Le ruthénium pour soigner le cancer de l’ovaire
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1. Introduction
« La chimie sauve des vies » pose d’entrée la réalité du thème dans lequel ce travail va prendre place,
celle de l’application de la chimie et de ses propriétés au domaine des sciences de la vie et plus
particulièrement à celui de la médecine et de la conception de médicaments. La recherche dans ce
domaine a déjà permis, grâce à la chimie, de faire de nombreux progrès dont l’allongement considérable
de la durée de vie.
Dans le cadre de ce travail de maturité TM, ce thème a été retenu, car il rassemble deux sujets d’intérêt
personnels ; celui de la chimie et celui de la médecine, ainsi que l’application d’un domaine à l’autre. Sur
cette base, le sujet des anticancéreux a finalement été sélectionné. Ces derniers font en effet le lien
direct entre la recherche chimique et une pathologie malheureusement trop courante de nos jours ; le
cancer.
Si la recherche dans ce domaine est en plein essor et que des progrès significatifs ont été réalisés, il
reste encore beaucoup à faire pour éradiquer ce fléau qui touche environ 37'000 nouvelles personnes
en Suisse par an (1) et qui est responsable de la mort d’une personne sur huit dans le monde. Le
développement de thérapies plus performantes et de traitements mieux ciblés doivent donc encore
faire l’objet de travaux de recherche et d’innovation, afin d’améliorer la vie de ces personnes et de faire
reculer ces chiffres.
Pour aborder ce vaste sujet, ce travail commencera par présenter quelques généralités en lien avec le
cancer, afin de mieux comprendre comment cette pathologie agit sur les cellules du corps humain. Il
sera ensuite plus ciblé sur un type de cancer en particulier, celui des ovaires. En effet, ce cancer a un
taux de mortalité élevé, de 73,3% (1), notamment parce qu’il n’existe pas de moyen de dépistage
précoce. Afin de faire face à ce problème, les traitements de ce type de cancer doivent donc être mieux
ciblés pour être plus efficaces.
Dans les traitements possibles figure notamment la chimiothérapie qui fait appel à des substances
anticancéreuses pour détruire les cellules tumorales. Actuellement ce sont majoritairement des
composés à base de dérivés du platine ou de taxanes qui sont utilisés. Hélas ces substances présentent
toutes deux des inconvénients non négligeables, comme par exemple la toxicité rénale. Elles sont
également certaines fois éliminées par les cellules qu’elles sont censées détruire ce qui amoindrit leurs
effets.
Ces substances font l’objet plus spécifique de ce travail de maturité, notamment les complexes à base
de ruthénium. En effet, ces complexes sont le fruit d’études récentes pour leurs propriétés
anticancéreuses. Elles présentent entre autre une capacité de sélection permettant de mieux cibler les
cellules qu’elles sont censées détruire. Cette sélectivité pour les cellules cancéreuses est intéressante,
car elle permet de limiter les dégâts que ces médicaments occasionnent sur les cellules saines. Cette
caractéristique permet d’espérer une évolution prometteuse des traitements qui permettent de venir
en aide aux patientes touchées par le cancer de l’ovaire. C’est ce contexte particulier du traitement du
carcinome ovarien par ces substances nouvelles qui sera décrit et documenté dans ce travail.
Une de ces substances, le ruthénium, fait l’objet de la partie pratique du présent travail. Celle-ci a
consisté à synthétiser des complexes à base de ruthénium. Quels processus de synthèse et de
vérification doivent être réalisés afin de produire ces nouveaux complexes porteurs d’espoir pour le
futur ? C’est à cette problématique que cette expérience pratique a tenté de répondre. Elle a été
réalisée en mars 2014 au sein du département de chimie de l’Université de Neuchâtel, avec l’aimable
collaboration du professeur Bruno Therrien et de son doctorant Amine Garci.