Une simulation numérique pour mieux sélectionner les médicaments avant les essais cliniques

Publié par Isabelle le 22/01/2020 à 14:00
Source: CNRS INC
Comment sélectionner des médicaments avant même les essais cliniques ? Des chimistes de l'Institut de chimie organique et analytique (ICOA, CNRS/Université d'Orléans) et du Centre de biophysique moléculaire (CBM, CNRS) proposent un nouveau modèle in silico, qui décrit la durée des interactions entre une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite...) et sa cible biologique. Publiés dans le Journal of Chemical Information and Modeling, ces travaux ont prédit avec succès des effets sur une protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques. En général, on parle de...) liée à certains cancers et aident à diminuer les doses et ainsi la toxicité (La toxicité (du grec τοξικότητα toxikótêta) est la mesure de la capacité d’une substance à provoquer des effets néfastes et...).


Au centre, la protéine kinase p38a. Les dynamiques de différentes molécules sont testées, certains sont rapides (les lièvres), d'autres lentes (les tortues). © Aci-Sèche

Avant leur mise sur le marché, les médicaments passent par de nombreuses phases de test. Leur évaluation en amont reste difficile, si bien que nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'entre eux échouent lors des essais cliniques. Afin de mieux sélectionner les molécules thérapeutiques, des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter...) de chimie organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés organiques.) et analytique (ICOA, CNRS/Université d'Orléans) et du Centre de biophysique (La biophysique est une discipline à l'interface de la physique et la biologie où les outils d'observations des phénomènes physiques sont appliqués...) moléculaire (CBM, CNRS) ont développé une méthode in silico qui simule le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de résidence (Le nom de résidence est donné à un ensemble de voies souvent qui forment une boucle ayant la particularité de desservir des mêmes logements appelées également résidence. Ce terme vient du verbe latin residere qui signifie rester assis ou...) entre le médicament (Un médicament est une substance ou une composition présentée comme possédant des propriétés curatives, préventives ou...) et sa cible biologique. Cela a pour objectif d'améliorer l'efficacité du médicament lors des essais cliniques de phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) II, et de diminuer ainsi le taux d'échec.

Les précédentes études se concentraient sur les relations structure-activité, c'est-à-dire comment la structure chimique de la molécule affecte son interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact...) avec sa cible. Mais de nouveaux travaux, comme ceux-ci, s'attachent davantage aux relations structure-cinétique (SKR) qui décrivent le temps de résidence, soit le temps pendant lequel la molécule reste en interaction avec sa cible. Le modèle proposé par les chercheurs utilise des simulations de dynamique moléculaire (Une simulation de dynamique moléculaire consiste à calculer l'évolution d'un système de particules au cours du temps. Ces simulations servent de...) biaisée, où s'appliquent des contraintes artificielles et contrôlées. Cela permet d'accélérer la simulation du processus biologique réel, ces processus pouvant s'étaler sur plusieurs jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à...). L'équipe a ensuite simulé divers cas concernant la protéine kinase p38a, impliquée dans certains cancers et maladies neurodégénératives. Elle a de plus été choisie car c'est une des rares protéines kinases pour laquelle des résultats expérimentaux de SKR étaient déjà disponibles. Le modèle a alors fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι Κορσέων) appelés plus communément Fourni, sont un archipel de petites îles grecques...) des valeurs théoriques cohérentes par rapport à ces données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un...) expérimentales. Les chercheurs comptent tester leur simulation sur d'autres molécules et protéines.

Référence:
Braka A., Garnier N., Bonnet P., Aci-Sèche S.Residence Time Prediction of Type 1 and 2 Kinase Inhibitors from Unbinding Simulations. J Chem Inf Model. 6 janvier 2020.
doi: 10.1021/acs.jcim.9b00497

Contact:
- Samia Aci-Sèche - Institut de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.) organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés organiques.) et analytique (ICOA) - samia.aci-seche at univ-orleans.fr
- Pascal Bonnet - Institut de chimie organique et analytique (ICOA) - pascal.bonnet at univ-orleans.fr
- Stéphanie Younès - Responsable Communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine...) - inc.communication at cnrs (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).).fr
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