Une étude récente montre que les algorithmes informatiques peuvent être utilisés pour trouver des molécules qui peuvent être développées en médicaments anti-inflammatoires. Dans l'article, les chercheurs décrivent également comment la même stratégie peut être utilisée pour rechercher à travers 10 alternatives de sexillions pour identifier le meilleur candidat de médicament.
L'un des plus grands défis du développement de médicaments est de trouver les bons candidats parmi le grand nombre de molécules possibles. Une étude publiée dans Communications de la nature montre qu'il est possible d'identifier les molécules de médicament en les modélisant à l'aide d'algorithmes informatiques.
« Nous utilisons les modèles informatiques pour rechercher dans des bases de données contenant des milliards de molécules. Cette méthode sera en mesure d'accélérer le processus de développement de médicaments coûteux », explique Jens Carlsson, l'un des auteurs de l'étude.
Potentiel d'anti-inflammatoires
L'étude, qui était une collaboration avec Karolinska Institutet et Stockholm University, s'est concentrée sur l'enzyme OGG1, une protéine qui répare les dommages à l'ADN de la cellule. Les chercheurs étaient intéressés à identifier une molécule qui pouvait se lier à cette protéine cible et ainsi affecter l'activité de l'enzyme.
En utilisant des modèles de protéine, ils ont conçu plus d'une centaine de molécules différentes, qui ont ensuite été produites. Lorsque les molécules ont été testées dans des expériences, les chercheurs ont pu voir qu'ils inhibaient l'activité de l'enzyme et avaient un effet anti-inflammatoire.
« Il est étonnant que nous puissions désormais concevoir des molécules et montrer qu'ils fonctionnent exactement comme nous l'espérions. La même stratégie fonctionnera pour de nombreuses autres protéines et maladies », explique Carlsson.
En commençant par des molécules simples
Auparavant, le développement de médicaments s'est concentré sur le dépistage des grandes bibliothèques de produits chimiques contenant des molécules de type médicament. Cependant, cette méthode est très coûteuse et ne trouve souvent pas de bons points de départ pour le développement de médicaments.
Dans la présente étude, les chercheurs ont plutôt utilisé ce qui est connu sous le nom de conception de médicaments à base de fragments. La méthode consiste à identifier d'abord une très petite molécule qui peut se lier à la protéine cible. Lorsqu'une molécule de ce type a été trouvée, les chercheurs peuvent ensuite le développer pas à pas pour créer un médicament.
« C'est comme faire un puzzle. Nous commençons par une pièce du puzzle, puis construisons progressivement une molécule de médicament en ajoutant de nouvelles pièces. En fin de compte, nous avons une molécule de médicament qui correspond parfaitement à la protéine cible », explique Carlsson.
Dans l'étude, les chercheurs ont utilisé une entreprise qui produit des molécules à la demande. Ils ont ensuite créé des programmes informatiques qui peuvent rechercher tous les milliards de molécules qui sont actuellement disponibles à l'achat. En utilisant des supercalculateurs, ils peuvent explorer quelles molécules peuvent se lier à la surface de la protéine cible.
«Nous avons d'abord fouillé parmi les milliards de molécules qui pourraient être produites et testées rapidement. Et cela s'est bien passé; nous avons trouvé des molécules qui fonctionnaient. Avez-vous l'exigence que nous devons pouvoir les acheter? «
doctorat L'étudiant Andreas Luttens a ensuite écrit un nouveau programme informatique qui pourrait générer toutes les molécules possibles. Le nombre d'alternatives potentielles s'élevait alors à 10 sexillions (1022 ). Les chercheurs ont ensuite pu montrer que la même méthode qu'ils utilisaient pour rechercher parmi les molécules disponibles à l'achat fonctionneraient également pour rechercher parmi les 10 alternatives de sexillions.
« Avec notre stratégie, nous pouvons rechercher des sextillions de molécules de médicament très efficacement. Dans un avenir proche, nous serons en mesure de tester toutes les molécules de médicament potentielles dans nos modèles informatiques – une percée qui a un grand potentiel. »
Même si les chercheurs ont le pouvoir de calcul d'explorer un grand nombre de molécules à la recherche de nouveaux médicaments, il n'est pas toujours certain que les nouvelles substances peuvent réellement être produites.
« Nous devrons développer de nouvelles méthodes à l'avenir afin de développer avec succès les molécules que les calculs peuvent concevoir si rapidement », explique Carlsson.
