Substrate-protecting antiproteolytic agents for the prevention of pathological degradation of connective tissues. A review

Connective tissues play an important role in the physiological functions of the organism. The integrity of the macromolecular components of these tissues, also called extracellular matrix, is necessary for their functional efficiency. A number of proteinases present in the organism, and the activity of which increases with age and with several pathologies, specifically degrade the components of the extracellular matrix. For a long time, tentatives for the protection of the matrix-components against degradation were made with low molecular weight inhibitors, not very efficient in vivo and not devoid of inconveniencies. We initiated a different approach for the preservation of the macromolecules of the extracellular matrix against proteolytic degradation with substances which exert an intense antiproteolytic activity not only in vitro, but also in vivo. The particularity of these substances is the fact that they do not act on the enzymes, but combine with the macromolecules. This is the type of combination of substances with the macromolecules of the matrix that prevents their degradation by the proteinases. Because of this affinity of such antiproteolytic agents not for the enzymes but for the substrates, we called them “substrate protectors” (Robert et al., 1979) [1]. The aim of the present review is to summarise the essential of our experiments which led to the description of substrate protectors.

RésuméLes tissus conjonctifs jouent un rôle important dans le bon fonctionnement de l’organisme. L’intégrité des macromolécules qui les composent est indispensable pour que ces tissus, présents pratiquement partout dans l’organisme, puissent remplir efficacement leurs fonctions. Or un certain nombre de protéinases présentes dans l’organisme, et dont l’activité augmente avec l’âge et dans certaines pathologies, cardiovasculaires, pulmonaires et autres, dégradent spécifiquement les macromolécules qui composent les tissus conjonctifs, en premier lieu les collagènes et les fibres élastiques. Pendant longtemps les tentatives de protéger les composants de la matrice extracellulaire contre la dégradation ont été faites avec des inhibiteurs de masse moléculaire relativement modérée. L’efficacité in vivo de ces inhibiteurs était limitée et non dépourvu d’inconvénients. Nous avons initié une approche différente pour la préservation des macromolécules de la matrice de la dégradation protéolytique en mettant au point des produits qui exercent une activité antiprotéolytique intense et qui se sont révélés efficaces in vivo aussi. La particularité de ces substances est qu’elles se combinent non pas aux enzymes, comme les inhibiteurs, mais interagissent avec les macromolécules du tissu conjonctif. C’est cette combinaison de la molécule antiprotéasique avec les constituants du conjonctif qui empêche les protéinases de dégrader ces macromolécules. En raison de l’affinité de ces substances pour les substrats et non pas pour l’enzyme, nous les avons dénommées « protecteurs de substrat » (Robert et al., 1979) [1]. Le but de la présente revue est de résumer l’essentiel des recherches qui ont mené à la description des antiprotéinases protecteurs de substrat.