Une équipe de recherche de l'Université de l'Oklahoma a été lancée une méthode qui pourrait accélérer la découverte de médicaments et réduire les coûts de développement pharmaceutique. Leur travail, publié dans le Journal de l'American Chemical Societyintroduit un moyen sûr et durable d'insérer un seul atome de carbone dans les molécules de médicament à température ambiante. Ces atomes ont des poignées de diversification polyvalentes pour de nouvelles modifications qui permettent aux chercheurs d'améliorer la diversité chimique sans compromettre les structures sensibles.
Les atomes d'azote et les anneaux contenant de l'azote, appelés hétérocycles, jouent un rôle crucial dans le développement des médicaments. Une équipe de recherche dirigée par le professeur présidentiel de l'UO Indrajeet Sharma a trouvé un moyen de changer ces anneaux en ajoutant un seul atome de carbone en utilisant un produit chimique à réaglissage rapide appelé sulfenylcarbene. Cette méthode, appelée édition squelettique, transforme les molécules existantes en nouveaux candidats médicamenteux.
« En ajoutant sélectivement un atome de carbone à ces hétérocycles de médicament existants dans les derniers stades du développement, nous pouvons modifier les propriétés biologiques et pharmacologiques de la molécule sans changer ses fonctionnalités », a-t-il déclaré. « Cela pourrait ouvrir des régions inexplorées d'espace chimique dans la découverte de médicaments. »
Des études antérieures ont démontré un concept similaire mais reposaient sur des réactifs potentiellement explosifs, présentaient une compatibilité limitée du groupe fonctionnel et posaient des problèmes de sécurité importants pour les applications à l'échelle industrielle.
L'équipe de Sharma a développé un réactif stable de banc qui génère des sulfenylcarbenes dans des conditions sans métal à température ambiante, atteignant des rendements pouvant atteindre 98%. Éviter les carbènes à base de métaux aide à réduire les risques environnementaux et de santé car de nombreux métaux sont connus pour avoir un certain niveau de toxicité humaine.
Les chercheurs explorent également comment cette chimie pourrait révolutionner un domaine à croissance rapide en science pharmaceutique connue sous le nom de technologie de bibliothèque codée par l'ADN (DEL). Les plates-formes DEL permettent aux chercheurs de dépister rapidement des milliards de petites molécules pour leur potentiel à se lier aux protéines pertinentes par la maladie.
Les conditions sans métal à température ambiante de la nouvelle stratégie d'insertion de carbone de l'équipe en font un candidat convaincant pour une utilisation dans les bibliothèques codées par l'ADN. Contrairement à d'autres réactions qui ont besoin de produits chimiques durs ou de chaleur élevée, cette nouvelle méthode fonctionne dans les liquides adaptés à l'eau et est suffisamment doux pour être utilisé avec des molécules attachées à l'ADN.
En permettant une modification squelettique précise en collaboration avec le groupe Damian Young au Baylor College of Medicine, l'approche de Sharma pourrait améliorer considérablement la diversité chimique et la pertinence biologique des bibliothèques Del. Surtout, ce sont deux goulots d'étranglement clés de la découverte de médicaments.
« Le coût de nombreux médicaments dépend du nombre d'étapes liées à les fabriquer, et les compagnies pharmaceutiques sont intéressées à trouver des moyens de réduire ces étapes. L'ajout d'un atome de carbone dans les stades du développement peut rendre les nouveaux médicaments moins chers. C'est comme rénover un bâtiment plutôt que de le construire à partir de zéro », a déclaré Sharma. « En rendant ces médicaments plus faciles à produire à grande échelle, nous pourrions réduire le coût des soins de santé pour les populations du monde entier. »
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