Un capteur infrarouge utilisé dans la découverte de médicaments

L’efficacité de nombreux médicaments repose sur la manière dont ils manipulent le métabolisme des cellules en empêchant certaines protéines spécifiques d’agir. Toutefois, les analyses de l’effet d’un agent actif sur la structure de sa protéine cible ont jusqu’à présent souvent recouru à des procédures chronophages qui nécessitent beaucoup de matériaux.

Une équipe de chercheurs soutenue par le projet K4DD, financé par l’UE, a introduit une façon alternative d’examiner ces interactions à l’aide d’un capteur infrarouge. L’étude a récemment été publiée dans la revue «Angewandte Chemie».

Cette nouvelle méthode fournit des informations sur les changements structurels qui surviennent en quelques minutes dans les protéines cibles et peut aider à réduire le type de changement structurel, comme l’explique l’Université de la Ruhr à Bochum (RUB) dans un communiqué de presse. «Le capteur repose sur un cristal perméable à la lumière infrarouge. La protéine est liée à sa surface. Les spectres infrarouges qui traversent le cristal sont enregistrés, tandis que la surface est rincée avec des solutions dotées ou dépourvues d’agents actifs.»

La protéine de choc thermique

Dans l’article de la revue, les chercheurs ont déclaré que l’étude des «interactions protéine-ligand est essentielle au début des processus de découverte de médicaments». Afin de démontrer la fiabilité de leur méthode, ils ont immobilisé la protéine de choc thermique HSP90 sur un cristal à réflectance totale atténuée. «Cette protéine est une cible moléculaire importante pour les médicaments qui luttent contre plusieurs maladies, dont le cancer. Notre nouvelle approche nous a permis d’examiner un changement structurel secondaire induit par un ligand.» L’équipe a analysé deux modes de liaison spécifiques de 19 composés proches des médicaments. «Des modes de liaison différents peuvent entraîner une différence en termes d’efficacité et de spécificité chez différents médicaments.»

Le communiqué de presse de la RUB considère la HSP90 comme une «aide au repliement qui permet aux protéines récemment générées dans la cellule de créer la bonne structure tridimensionnelle.» Il ajoute: «En raison de leur métabolisme extrêmement actif, les cellules tumorales en ont besoin de toute urgence. Les agents actifs qui inhibent la HSP90 constituent une voie à explorer pour développer des médicaments qui stoppent la croissance des tumeurs.»

Le communiqué de presse souligne également que le capteur détecte des changements dans la région spectrale de la protéine, dont la structure est sensible, que l’on appelle la région du milieu. Il s’agit d’une particularité de l’échafaudage protéique. «Si un changement intervient, cela signifie que l’agent actif a modifié la forme de la protéine.» Le Dr Klaus Gerwert, professeur qui supervise le projet, explique: «Étant donné que notre capteur agit comme un système à flux, nous pouvons rincer les agents actifs de la protéine cible après la liaison et ainsi déterminer l’évolution de l’efficacité au fil du temps».

Un paramètre affectant l’efficacité des médicaments est la durée de vie du complexe formé entre un médicament et sa protéine cible, dont la fonction doit être modifiée. Les agents actifs liés à cette protéine pendant une longue période pourraient garder leur efficacité plus longtemps. Selon les chercheurs, les comprimés contenant ces agents actifs ne doivent être pris qu’une fois par jour et ils entraînent souvent moins d’effets secondaires. Dans l’article de la revue, ils concluent: «Notre méthode pourrait servir à identifier de nouveaux médicaments candidats au début du processus de découverte de médicaments, notamment lorsqu’elle est étendue à une plateforme de dépistage automatisée».

La recherche sur le capteur infrarouge a été réalisée dans le cadre du projet K4DD (Kinetics for Drug Discovery (K4DD)), qui entendait mieux comprendre comment des médicaments potentiels se fixent à leur cible. Il visait également à mettre au point des outils permettant aux chercheurs de déterminer si un médicament candidat est sûr et efficace bien plus tôt au cours de son processus de développement.

Pour plus d’informations, veuillez consulter:
site web du projet K4DD