Comment les médicaments pénètrent dans le sang


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    Il y a un besoin de nouveaux médicaments. Par exemple, bon nombre des antibiotiques que nous utilisons depuis longtemps perdent de leur efficacité. Les chimistes et les scientifiques pharmaceutiques recherchent frénétiquement de nouvelles substances actives, notamment celles qui peuvent pénétrer les membranes cellulaires, car ce sont les seules que les patients peuvent prendre par voie orale sous forme de comprimé ou de sirop. Seuls ces principes actifs traversent la paroi intestinale dans l’intestin grêle et pénètrent dans la circulation sanguine pour atteindre la zone affectée du corps. Pour les principes actifs qui ne peuvent pas pénétrer la membrane cellulaire, les médecins n’ont d’autre choix que de les injecter directement dans la circulation sanguine.

    De grosses molécules à potentiel

    C’est pourquoi les chercheurs tentent de comprendre quelles molécules peuvent pénétrer les membranes cellulaires et comment elles le font exactement. Pour une classe importante et prometteuse de substances – les peptides cycliques – les chimistes de l’ETH Zurich ont maintenant décodé des détails supplémentaires sur le mécanisme pertinent. “Plus nous en savons sur ce mécanisme et sur les propriétés qu’une molécule doit avoir, plus les chercheurs peuvent en tenir compte tôt et efficacement lors du développement de nouveaux médicaments”, explique Sereina Riniker, professeur au Département de chimie et biosciences appliquées. Elle a dirigé l’étude, qui vient d’être publiée dans le Journal de chimie médicinale.

    Les peptides cycliques sont des molécules en forme d’anneau qui sont beaucoup plus grosses que les petites molécules qui composent la majorité des médicaments d’aujourd’hui. Dans certains domaines d’application, cependant, les chimistes et les scientifiques pharmaceutiques rencontrent leurs limites avec de petites molécules, c’est pourquoi ils se tournent vers des molécules plus grosses comme les peptides cycliques. Cette classe de substances comprend de nombreuses substances naturelles pharmaceutiquement actives, telles que la cyclosporine, un immunosuppresseur utilisé depuis des décennies après des greffes d’organes, et de nombreux antibiotiques.

    Possible uniquement avec la modélisation informatique

    En utilisant la modélisation informatique et beaucoup de puissance de superordinateur, Riniker et ses collègues ont pu élucider comment des peptides cycliques similaires à la cyclosporine traversent une membrane. “Seule la modélisation nous permet d’obtenir des informations aussi détaillées et à haute résolution, car aucune expérience ne nous permettrait d’observer une molécule individuelle traversant une membrane”, déclare Riniker.

    Pour comprendre le mécanisme, il faut savoir comment les peptides cycliques sont structurés : ils sont constitués d’une structure centrale en anneau à laquelle sont attachées des chaînes latérales. Les molécules sont flexibles et peuvent modifier dynamiquement leur structure pour s’adapter à leur environnement.

    Danse à travers la membrane cellulaire

    Les simulations de Riniker révèlent en détail comment un peptide cyclique pénètre dans la membrane : d’abord, la molécule s’ancre à la surface de la membrane, avant de la pénétrer perpendiculairement à la membrane. Il change alors de forme tridimensionnelle en passant à travers, tournant une fois autour de son axe longitudinal avant d’atteindre l’autre côté de la membrane, où il ressort à nouveau.

    Ces changements de forme sont liés aux différents environnements que la molécule subit lorsqu’elle se déplace à travers la membrane : Le corps est constitué en grande partie d’eau. A l’intérieur comme à l’extérieur des cellules, les molécules biochimiques sont majoritairement présentes en solution aqueuse. Les membranes cellulaires, en revanche, sont constituées d’acides gras, de sorte que des conditions hydrofuges y règnent. “Pour lui permettre de traverser la membrane, le peptide cyclique modifie sa forme tridimensionnelle pour devenir brièvement aussi hydrophobe que possible”, explique Riniker.

    Modification des chaînes latérales moléculaires

    Pour la présente étude, les chercheurs ont étudié huit peptides cycliques différents. Ce sont des peptides modèles sans effet médicinal – les scientifiques du géant pharmaceutique Novartis les ont développés pour la recherche fondamentale, c’est pourquoi Riniker a également collaboré avec des chercheurs de Novartis pour cette étude.

    Les nouvelles découvertes peuvent maintenant être utilisées pour découvrir des peptides cycliques en tant que nouveaux médicaments candidats. Cependant, Riniker souligne un certain compromis : il existe des chaînes latérales qui fournissent des conditions idéales pour que les peptides cycliques s’ancrent à la surface de la membrane, mais qui rendent difficile la traversée de la membrane par les peptides. Ces nouvelles connaissances aident les chercheurs à réfléchir à l’avance aux chaînes latérales qu’ils souhaitent utiliser et à l’endroit de la molécule où ils sont le plus utiles. Tout cela pourrait accélérer la découverte et le développement de médicaments en s’assurant dès le départ que les chercheurs étudient les ingrédients actifs potentiels qui peuvent éventuellement être pris sous forme de comprimés.

    Houssen Moshinaly

    Rédacteur en chef d'Actualité Houssenia Writing. Rédacteur web depuis 2009.

    Blogueur et essayiste, j'ai écrit 9 livres sur différents sujets comme la corruption en science, les singularités technologiques ou encore des fictions. Je propose aujourd'hui des analyses politiques et géopolitiques sur le nouveau monde qui arrive. J'ai une formation de rédaction web et une longue carrière de prolétaire.

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