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Améliorer l'efficacité des médicaments en corrigeant l'orientation 3D des molécules : un pas en avant vers une nouvelle médecine

LES SCIENCESCHIMIEAméliorer l'efficacité des médicaments en corrigeant l'orientation 3D des molécules : un pas en avant vers une nouvelle médecine

Les chercheurs ont découvert un moyen de concevoir des médicaments efficaces en donnant au composé une orientation 3D correcte qui est importante pour son activité biologique

L'avancement des soins de santé dépend de la compréhension de la biologie d'un maladie, développer des techniques et des médicaments pour un diagnostic correct et enfin, le traitement de la maladie. Après plusieurs décennies de recherche, les scientifiques ont acquis une compréhension des mécanismes complexes impliqués dans une maladie particulière, ce qui a conduit à de nombreuses nouvelles découvertes. Mais il reste encore plusieurs défis auxquels nous sommes confrontés lorsqu'il s'agit de trouver et de développer un nouveau médicament qui offrirait une nouvelle voie de traitement. Nous n'avons toujours pas de médicaments ou de méthodes pour lutter contre de nombreuses maladies. Le parcours entre la découverte d'un médicament potentiel et son développement est non seulement complexe, long et coûteux, mais parfois même après des années d'études, les résultats sont médiocres et tout le travail acharné est vain.

Basé sur la structure conception de médicaments est maintenant un domaine potentiel dans lequel le succès a été obtenu pour de nouveaux médicaments. Cela a été possible grâce aux informations génomiques, protéomiques et structurelles massives et croissantes disponibles pour les humains. Ces informations ont permis d'identifier de nouvelles cibles et d'étudier les interactions entre les médicaments et leurs cibles pour la découverte de médicaments. La cristallographie aux rayons X et la bio-informatique ont permis une richesse d'informations structurelles sur drogue cibles. Malgré ces progrès, un défi important dans la découverte de médicaments est la capacité de contrôler la structure tridimensionnelle (3D) des molécules - les médicaments potentiels - avec une précision infime. De telles contraintes sont une limitation sévère à la découverte de nouveaux médicaments.

Dans une étude publiée dans Science, une équipe dirigée par des chercheurs du Graduate Center de la City University de New York a mis au point un moyen permettant de modifier la structure 3D des molécules chimiques plus rapidement et de manière plus fiable pendant le processus de découverte de médicaments. L'équipe s'est appuyée sur les travaux du lauréat du prix Noble Akira Suzuki, un chimiste qui a développé des réactions de couplage croisé qui ont montré que deux atomes de carbone peuvent être liés à l'aide de catalyseurs au palladium et il a remporté le prix Noble pour ce travail particulier. Sa découverte originale a permis aux chercheurs de construire et de synthétiser de nouveaux candidats médicaments plus rapidement, mais elle s'est limitée à la fabrication de molécules 2D plates. Ces nouvelles molécules ont été utilisées avec succès pour des applications médicales ou industrielles, mais la méthode de Suzuki n'a pas pu être utilisée pour manipuler la structure 3D d'une molécule pendant le processus de conception et de développement d'un nouveau médicament.

La plupart des composés biologiques utilisés dans le domaine médical sont des molécules chirales, ce qui signifie que deux molécules sont des images miroir l'une de l'autre bien qu'elles puissent avoir la même structure 2D - comme une main droite et une main gauche. De telles molécules miroirs auront un effet biologique et une réponse différents dans le corps. Une image miroir pourrait être médicalement bénéfique tandis que l'autre pourrait avoir un effet néfaste. Un excellent exemple de ceci est la tragédie de la thalidomide dans les années 1950 et 1960 lorsque la thalidomide a été prescrite aux femmes enceintes comme sédatif sous la forme de ses deux images miroir, une image miroir était utile mais l'autre a causé des malformations congénitales dévastatrices chez les bébés nés. à ces femmes qui ont consommé la mauvaise drogue. Ce scénario confère une importance au contrôle de l'alignement des atomes individuels qui constituent la structure 3D d'une molécule. Bien que les réactions de couplage croisé de Suzuki soient utilisées de manière routinière dans la découverte de médicaments, le vide reste à combler dans la manipulation de la structure 3D des molécules.

Cette étude visait à obtenir un contrôle qui aiderait à former sélectivement les images miroir d'une molécule. Les chercheurs ont conçu une méthode pour orienter soigneusement les molécules au sein de leurs structures 3D. Ils ont d'abord développé des méthodes statistiques qui prédisent le résultat d'un processus chimique. Ensuite, ces modèles ont été appliqués pour développer des conditions appropriées dans lesquelles moléculaire 3D structure pourrait être contrôlée. Au cours de la réaction de couplage croisé catalysée par le palladium, différents additifs de phosphine sont ajoutés qui influencent la géométrie 3D finale du produit de couplage croisé et la compréhension de ce processus était cruciale. Le but ultime était soit de préserver la orientation 3D de la molécule de départ ou l'inverser pour produire son image miroir. La méthodologie doit « sélectivement » soit conserver soit inverser la géométrie de la molécule.

Cette technique peut aider les chercheurs à créer des bibliothèques de nouveaux composés structurellement divers tout en étant en mesure de contrôler la structure ou l'architecture 3D de ces composés. Cela permettra une découverte et une conception plus rapides et efficaces de nouveaux médicaments et médicaments. La découverte et la conception de médicaments basés sur la structure ont un potentiel inexploité qui peut être utilisé pour découvrir de nouveaux médicaments. Une fois qu'un médicament est découvert, il reste encore un long chemin à parcourir entre le laboratoire et les essais sur les animaux et enfin les essais cliniques sur l'homme, après quoi le médicament est disponible sur le marché. L'étude actuelle fournit une base solide et un point de départ approprié pour le processus de découverte de médicaments.

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{Vous pouvez lire le document de recherche original en cliquant sur le lien DOI ci-dessous dans la liste des sources citées}

Sources)

Zhao S et al. 2018. Formation de liaisons C-C catalysée par le Pd énantiodivergent activée grâce à la paramétrisation du ligand. Les scienceshttps://doi.org/10.1126/science.aat2299

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Équipe SCIEU
Équipe SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
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